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, 2017 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  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  28  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
  29  * Copyright 2017 RackTop Systems.
  30  */
  31
  32 /*
  33  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  34  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  35  *
  36  * The overall design of the ztest program is as follows:
  37  *
  38  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  39  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  40  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  41  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  42  *
  43  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  44  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  45  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  46  *
  47  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  48  *     verify that self-healing data really works.
  49  *
  50  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  51  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  52  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  53  *
  54  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  55  *     we run the entire test in a child of the main process.
  56  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  57  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  58  *     The parent then runs the test again, using the existing
  59  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  60  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  61  *     of ztest after a SIGKILL.
  62  *
  63  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  64  *     many of the functional tests record the transaction group number
  65  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  66  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  67  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  68  *
  69  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  70  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  71  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  72  *
  73  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  74  *
  75  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  76  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  77  *
  78  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  79  *
  80  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  81  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  82  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  83  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  84  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  85  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  86  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  87  */
  88
  89 #include <sys/zfs_context.h>
  90 #include <sys/spa.h>
  91 #include <sys/dmu.h>
  92 #include <sys/txg.h>
  93 #include <sys/dbuf.h>
  94 #include <sys/zap.h>
  95 #include <sys/dmu_objset.h>
  96 #include <sys/poll.h>
  97 #include <sys/stat.h>
  98 #include <sys/time.h>
  99 #include <sys/wait.h>
 100 #include <sys/mman.h>
 101 #include <sys/resource.h>
 102 #include <sys/zio.h>
 103 #include <sys/zil.h>
 104 #include <sys/zil_impl.h>
 105 #include <sys/vdev_impl.h>
 106 #include <sys/vdev_file.h>
 107 #include <sys/vdev_initialize.h>
 108 #include <sys/spa_impl.h>
 109 #include <sys/metaslab_impl.h>
 110 #include <sys/dsl_prop.h>
 111 #include <sys/dsl_dataset.h>
 112 #include <sys/dsl_destroy.h>
 113 #include <sys/dsl_scan.h>
 114 #include <sys/zio_checksum.h>
 115 #include <sys/refcount.h>
 116 #include <sys/zfeature.h>
 117 #include <sys/dsl_userhold.h>
 118 #include <sys/abd.h>
 119 #include <stdio.h>
 120 #include <stdio_ext.h>
 121 #include <stdlib.h>
 122 #include <unistd.h>
 123 #include <signal.h>
 124 #include <umem.h>
 125 #include <dlfcn.h>
 126 #include <ctype.h>
 127 #include <math.h>
 128 #include <errno.h>
 129 #include <sys/fs/zfs.h>
 130 #include <libnvpair.h>
 131 #include <libcmdutils.h>
 132
 133 static int ztest_fd_data = -1;
 134 static int ztest_fd_rand = -1;
 135
 136 typedef struct ztest_shared_hdr {
 137         uint64_t        zh_hdr_size;
 138         uint64_t        zh_opts_size;
 139         uint64_t        zh_size;
 140         uint64_t        zh_stats_size;
 141         uint64_t        zh_stats_count;
 142         uint64_t        zh_ds_size;
 143         uint64_t        zh_ds_count;
 144 } ztest_shared_hdr_t;
 145
 146 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 147
 148 typedef struct ztest_shared_opts {
 149         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 150         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 151         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 152         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 153         uint64_t zo_vdevs;
 154         uint64_t zo_vdevtime;
 155         size_t zo_vdev_size;
 156         int zo_ashift;
 157         int zo_mirrors;
 158         int zo_raidz;
 159         int zo_raidz_parity;
 160         int zo_datasets;
 161         int zo_threads;
 162         uint64_t zo_passtime;
 163         uint64_t zo_killrate;
 164         int zo_verbose;
 165         int zo_init;
 166         uint64_t zo_time;
 167         uint64_t zo_maxloops;
 168         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
 169 } ztest_shared_opts_t;
 170
 171 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 172         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 173         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 174         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 175         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 176         .zo_vdevs = 5,
 177         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 178         .zo_mirrors = 2,
 179         .zo_raidz = 4,
 180         .zo_raidz_parity = 1,
 181         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
 182         .zo_datasets = 7,
 183         .zo_threads = 23,
 184         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 185         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 186         .zo_verbose = 0,
 187         .zo_init = 1,
 188         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 189         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 190         .zo_metaslab_force_ganging = 32 << 10
 191 };
 192
 193 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
 194 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 195 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 196 extern int metaslab_preload_limit;
 197 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 198 extern boolean_t zfs_abd_scatter_enabled;
 199 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
 200
 201 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 202 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 203
 204 typedef struct ztest_shared_ds {
 205         uint64_t        zd_seq;
 206 } ztest_shared_ds_t;
 207
 208 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 209 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 210
 211 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 212 #define MAXFAULTS() \
 213         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 214
 215 enum ztest_io_type {
 216         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 217         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 218         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 219         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 220         ZTEST_IO_SETATTR,
 221         ZTEST_IO_REWRITE,
 222         ZTEST_IO_TYPES
 223 };
 224
 225 typedef struct ztest_block_tag {
 226         uint64_t        bt_magic;
 227         uint64_t        bt_objset;
 228         uint64_t        bt_object;
 229         uint64_t        bt_offset;
 230         uint64_t        bt_gen;
 231         uint64_t        bt_txg;
 232         uint64_t        bt_crtxg;
 233 } ztest_block_tag_t;
 234
 235 typedef struct bufwad {
 236         uint64_t        bw_index;
 237         uint64_t        bw_txg;
 238         uint64_t        bw_data;
 239 } bufwad_t;
 240
 241 /*
 242  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 243  */
 244 typedef enum {
 245         RL_READER,
 246         RL_WRITER,
 247         RL_APPEND
 248 } rl_type_t;
 249
 250 typedef struct rll {
 251         void            *rll_writer;
 252         int             rll_readers;
 253         kmutex_t        rll_lock;
 254         kcondvar_t      rll_cv;
 255 } rll_t;
 256
 257 typedef struct rl {
 258         uint64_t        rl_object;
 259         uint64_t        rl_offset;
 260         uint64_t        rl_size;
 261         rll_t           *rl_lock;
 262 } rl_t;
 263
 264 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 265 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 266
 267 /*
 268  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 269  */
 270 typedef struct ztest_od {
 271         uint64_t        od_dir;
 272         uint64_t        od_object;
 273         dmu_object_type_t od_type;
 274         dmu_object_type_t od_crtype;
 275         uint64_t        od_blocksize;
 276         uint64_t        od_crblocksize;
 277         uint64_t        od_gen;
 278         uint64_t        od_crgen;
 279         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 280 } ztest_od_t;
 281
 282 /*
 283  * Per-dataset state.
 284  */
 285 typedef struct ztest_ds {
 286         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 287         objset_t        *zd_os;
 288         krwlock_t       zd_zilog_lock;
 289         zilog_t         *zd_zilog;
 290         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 291         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 292         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 293         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 294         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 295 } ztest_ds_t;
 296
 297 /*
 298  * Per-iteration state.
 299  */
 300 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 301
 302 typedef struct ztest_info {
 303         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 304         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 305         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 306 } ztest_info_t;
 307
 308 typedef struct ztest_shared_callstate {
 309         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 310         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 311         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 312 } ztest_shared_callstate_t;
 313
 314 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 315 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 316
 317 /*
 318  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 319  */
 320 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 321 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 322 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 324 ztest_func_t ztest_zap;
 325 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 326 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 327 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 328 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 329 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 330 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 331 ztest_func_t ztest_fzap;
 332 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 333 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 334 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 335 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 336 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 337 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 338 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 339 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 340 ztest_func_t ztest_scrub;
 341 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 342 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 343 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 344 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 345 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 346 ztest_func_t ztest_split_pool;
 347 ztest_func_t ztest_reguid;
 348 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 349 ztest_func_t ztest_device_removal;
 350 ztest_func_t ztest_remap_blocks;
 351 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
 352 ztest_func_t ztest_initialize;
 353
 354 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 355 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 356 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 357 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 358 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 359
 360 ztest_info_t ztest_info[] = {
 361         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 362         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 363         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 364         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 365         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 366         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 367         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 368         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 369         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 371         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 372         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 373         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 374 #if 0
 375         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 376 #endif
 377         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 378         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 379         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 380         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_incessant },
 381         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 382         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 383         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 384         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 385         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_often     },
 386         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 387         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 388         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_incessant },
 389         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 390         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 391             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 392         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 393             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 394         { ztest_device_removal,                 1,      &zopt_sometimes },
 395         { ztest_remap_blocks,                   1,      &zopt_sometimes },
 396         { ztest_spa_checkpoint_create_discard,  1,      &zopt_rarely    },
 397         { ztest_initialize,                     1,      &zopt_sometimes }
 398 };
 399
 400 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 401
 402 /*
 403  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 404  * The callbacks are ordered by txg number.
 405  */
 406 typedef struct ztest_cb_list {
 407         kmutex_t zcl_callbacks_lock;
 408         list_t  zcl_callbacks;
 409 } ztest_cb_list_t;
 410
 411 /*
 412  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 413  */
 414 typedef struct ztest_shared {
 415         boolean_t       zs_do_init;
 416         hrtime_t        zs_proc_start;
 417         hrtime_t        zs_proc_stop;
 418         hrtime_t        zs_thread_start;
 419         hrtime_t        zs_thread_stop;
 420         hrtime_t        zs_thread_kill;
 421         uint64_t        zs_enospc_count;
 422         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 423         uint64_t        zs_vdev_aux;
 424         uint64_t        zs_alloc;
 425         uint64_t        zs_space;
 426         uint64_t        zs_splits;
 427         uint64_t        zs_mirrors;
 428         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 429         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 430         uint64_t        zs_guid;
 431 } ztest_shared_t;
 432
 433 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 434
 435 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 436 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 437 ztest_shared_t *ztest_shared;
 438
 439 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 440 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 441
 442 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 443 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
 444 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
 445
 446 /*
 447  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 448  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 449  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 450  * namespace does not change while the lock is held.
 451  */
 452 static krwlock_t ztest_name_lock;
 453
 454 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 455 static boolean_t ztest_exiting;
 456
 457 /* Global commit callback list */
 458 static ztest_cb_list_t zcl;
 459
 460 enum ztest_object {
 461         ZTEST_META_DNODE = 0,
 462         ZTEST_DIROBJ,
 463         ZTEST_OBJECTS
 464 };
 465
 466 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 467
 468 /*
 469  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 470  * debugging facilities.
 471  */
 472 const char *
 473 _umem_debug_init()
 474 {
 475         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 476 }
 477
 478 const char *
 479 _umem_logging_init(void)
 480 {
 481         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 482 }
 483
 484 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 485
 486 char *fatal_msg;
 487
 488 static void
 489 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 490 {
 491         va_list args;
 492         int save_errno = errno;
 493         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 494
 495         (void) fflush(stdout);
 496
 497         va_start(args, message);
 498         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 499         /* LINTED */
 500         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 501         va_end(args);
 502         if (do_perror) {
 503                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 504                     ": %s", strerror(save_errno));
 505         }
 506         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 507         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 508         if (ztest_dump_core)
 509                 abort();
 510         exit(3);
 511 }
 512
 513 static int
 514 str2shift(const char *buf)
 515 {
 516         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 517         int i;
 518
 519         if (buf[0] == '\0')
 520                 return (0);
 521         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 522                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 523                         break;
 524         }
 525         if (i == strlen(ends)) {
 526                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 527                     buf);
 528                 usage(B_FALSE);
 529         }
 530         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 531                 return (10*i);
 532         }
 533         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 534         usage(B_FALSE);
 535         /* NOTREACHED */
 536 }
 537
 538 static uint64_t
 539 nicenumtoull(const char *buf)
 540 {
 541         char *end;
 542         uint64_t val;
 543
 544         val = strtoull(buf, &end, 0);
 545         if (end == buf) {
 546                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 547                 usage(B_FALSE);
 548         } else if (end[0] == '.') {
 549                 double fval = strtod(buf, &end);
 550                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 551                 if (fval > UINT64_MAX) {
 552                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 553                             buf);
 554                         usage(B_FALSE);
 555                 }
 556                 val = (uint64_t)fval;
 557         } else {
 558                 int shift = str2shift(end);
 559                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 560                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 561                             buf);
 562                         usage(B_FALSE);
 563                 }
 564                 val <<= shift;
 565         }
 566         return (val);
 567 }
 568
 569 static void
 570 usage(boolean_t requested)
 571 {
 572         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 573
 574         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
 575         char nice_force_ganging[NN_NUMBUF_SZ];
 576         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 577
 578         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
 579         nicenum(zo->zo_metaslab_force_ganging, nice_force_ganging,
 580             sizeof (nice_force_ganging));
 581
 582         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 583             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 584             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 585             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 586             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 587             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 588             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 589             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 590             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 591             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 592             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 593             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 594             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 595             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 596             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 597             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 598             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 599             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 600             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 601             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 602             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
 603             "\t    32-bit integer value\n"
 604             "\t[-h] (print help)\n"
 605             "",
 606             zo->zo_pool,
 607             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 608             nice_vdev_size,                             /* -s */
 609             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 610             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 611             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 612             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 613             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 614             zo->zo_threads,                             /* -t */
 615             nice_force_ganging,                         /* -g */
 616             zo->zo_init,                                /* -i */
 617             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 618             zo->zo_pool,                                /* -p */
 619             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 620             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 621             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 622             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 623         exit(requested ? 0 : 1);
 624 }
 625
 626 static void
 627 process_options(int argc, char **argv)
 628 {
 629         char *path;
 630         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 631
 632         int opt;
 633         uint64_t value;
 634         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 635
 636         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 637
 638         while ((opt = getopt(argc, argv,
 639             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:o:")) != EOF) {
 640                 value = 0;
 641                 switch (opt) {
 642                 case 'v':
 643                 case 's':
 644                 case 'a':
 645                 case 'm':
 646                 case 'r':
 647                 case 'R':
 648                 case 'd':
 649                 case 't':
 650                 case 'g':
 651                 case 'i':
 652                 case 'k':
 653                 case 'T':
 654                 case 'P':
 655                 case 'F':
 656                         value = nicenumtoull(optarg);
 657                 }
 658                 switch (opt) {
 659                 case 'v':
 660                         zo->zo_vdevs = value;
 661                         break;
 662                 case 's':
 663                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 664                         break;
 665                 case 'a':
 666                         zo->zo_ashift = value;
 667                         break;
 668                 case 'm':
 669                         zo->zo_mirrors = value;
 670                         break;
 671                 case 'r':
 672                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 673                         break;
 674                 case 'R':
 675                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 676                         break;
 677                 case 'd':
 678                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 679                         break;
 680                 case 't':
 681                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 682                         break;
 683                 case 'g':
 684                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
 685                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
 686                         break;
 687                 case 'i':
 688                         zo->zo_init = value;
 689                         break;
 690                 case 'k':
 691                         zo->zo_killrate = value;
 692                         break;
 693                 case 'p':
 694                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 695                             sizeof (zo->zo_pool));
 696                         break;
 697                 case 'f':
 698                         path = realpath(optarg, NULL);
 699                         if (path == NULL) {
 700                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 701                                     optarg, strerror(errno));
 702                                 usage(B_FALSE);
 703                         } else {
 704                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 705                                     sizeof (zo->zo_dir));
 706                         }
 707                         break;
 708                 case 'V':
 709                         zo->zo_verbose++;
 710                         break;
 711                 case 'E':
 712                         zo->zo_init = 0;
 713                         break;
 714                 case 'T':
 715                         zo->zo_time = value;
 716                         break;
 717                 case 'P':
 718                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 719                         break;
 720                 case 'F':
 721                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 722                         break;
 723                 case 'B':
 724                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 725                         break;
 726                 case 'o':
 727                         if (set_global_var(optarg) != 0)
 728                                 usage(B_FALSE);
 729                         break;
 730                 case 'h':
 731                         usage(B_TRUE);
 732                         break;
 733                 case '?':
 734                 default:
 735                         usage(B_FALSE);
 736                         break;
 737                 }
 738         }
 739
 740         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 741
 742         zo->zo_vdevtime =
 743             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 744             UINT64_MAX >> 2);
 745
 746         if (strlen(altdir) > 0) {
 747                 char *cmd;
 748                 char *realaltdir;
 749                 char *bin;
 750                 char *ztest;
 751                 char *isa;
 752                 int isalen;
 753
 754                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 755                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 756
 757                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 758                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 759                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 760                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 761                             altdir);
 762                 }
 763                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 764
 765                 /*
 766                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 767                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 768                  * 32 or 64 bit binaries.
 769                  */
 770                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 771                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 772                 isa = bin + 9;
 773                 isalen = ztest - isa;
 774                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 775                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 776                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 777                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 778
 779                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 780                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 781                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 782                             zo->zo_alt_ztest);
 783                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 784                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 785                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 786                             zo->zo_alt_libpath);
 787                 }
 788
 789                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 790                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 791         }
 792 }
 793
 794 static void
 795 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 796 {
 797         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 798         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 799
 800         /*
 801          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 802          * See comment above spa_write_cachefile().
 803          */
 804         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 805         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 806         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 807
 808         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 809         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 810 }
 811
 812 static uint64_t
 813 ztest_random(uint64_t range)
 814 {
 815         uint64_t r;
 816
 817         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 818
 819         if (range == 0)
 820                 return (0);
 821
 822         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 823                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 824
 825         return (r % range);
 826 }
 827
 828 /* ARGSUSED */
 829 static void
 830 ztest_record_enospc(const char *s)
 831 {
 832         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 833 }
 834
 835 static uint64_t
 836 ztest_get_ashift(void)
 837 {
 838         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 839                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 840         return (ztest_opts.zo_ashift);
 841 }
 842
 843 static nvlist_t *
 844 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 845 {
 846         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 847         uint64_t vdev;
 848         nvlist_t *file;
 849
 850         if (ashift == 0)
 851                 ashift = ztest_get_ashift();
 852
 853         if (path == NULL) {
 854                 path = pathbuf;
 855
 856                 if (aux != NULL) {
 857                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 858                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 859                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 860                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 861                             aux, vdev);
 862                 } else {
 863                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 864                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 865                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 866                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 867                 }
 868         }
 869
 870         if (size != 0) {
 871                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 872                 if (fd == -1)
 873                         fatal(1, "can't open %s", path);
 874                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 875                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 876                 (void) close(fd);
 877         }
 878
 879         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 880         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 881         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 882         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 883
 884         return (file);
 885 }
 886
 887 static nvlist_t *
 888 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 889     uint64_t ashift, int r)
 890 {
 891         nvlist_t *raidz, **child;
 892         int c;
 893
 894         if (r < 2)
 895                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 896         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 897
 898         for (c = 0; c < r; c++)
 899                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 900
 901         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 902         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 903             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 904         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 905             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 906         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 907             child, r) == 0);
 908
 909         for (c = 0; c < r; c++)
 910                 nvlist_free(child[c]);
 911
 912         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 913
 914         return (raidz);
 915 }
 916
 917 static nvlist_t *
 918 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 919     uint64_t ashift, int r, int m)
 920 {
 921         nvlist_t *mirror, **child;
 922         int c;
 923
 924         if (m < 1)
 925                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 926
 927         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 928
 929         for (c = 0; c < m; c++)
 930                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 931
 932         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 933         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 934             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 935         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 936             child, m) == 0);
 937
 938         for (c = 0; c < m; c++)
 939                 nvlist_free(child[c]);
 940
 941         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 942
 943         return (mirror);
 944 }
 945
 946 static nvlist_t *
 947 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 948     int log, int r, int m, int t)
 949 {
 950         nvlist_t *root, **child;
 951         int c;
 952
 953         ASSERT(t > 0);
 954
 955         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 956
 957         for (c = 0; c < t; c++) {
 958                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 959                     r, m);
 960                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 961                     log) == 0);
 962         }
 963
 964         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 965         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 966         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 967             child, t) == 0);
 968
 969         for (c = 0; c < t; c++)
 970                 nvlist_free(child[c]);
 971
 972         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 973
 974         return (root);
 975 }
 976
 977 /*
 978  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 979  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 980  */
 981 static uint64_t
 982 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 983 {
 984         uint64_t version = initial_version;
 985
 986         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 987                 version = version +
 988                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 989         }
 990
 991         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 992                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 993
 994         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 995         return (version);
 996 }
 997
 998 static int
 999 ztest_random_blocksize(void)
1000 {
1001         uint64_t block_shift;
1002         /*
1003          * Choose a block size >= the ashift.
1004          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1005          */
1006         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1007         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1008                 maxbs = 20;
1009         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1010         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1011 }
1012
1013 static int
1014 ztest_random_ibshift(void)
1015 {
1016         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1017             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1018 }
1019
1020 static uint64_t
1021 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1022 {
1023         uint64_t top;
1024         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1025         vdev_t *tvd;
1026
1027         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1028
1029         do {
1030                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1031                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1032         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1033             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1034
1035         return (top);
1036 }
1037
1038 static uint64_t
1039 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1040 {
1041         uint64_t value;
1042
1043         do {
1044                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1045         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1046
1047         return (value);
1048 }
1049
1050 static int
1051 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1052     boolean_t inherit)
1053 {
1054         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1055         const char *valname;
1056         char setpoint[MAXPATHLEN];
1057         uint64_t curval;
1058         int error;
1059
1060         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1061             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1062
1063         if (error == ENOSPC) {
1064                 ztest_record_enospc(FTAG);
1065                 return (error);
1066         }
1067         ASSERT0(error);
1068
1069         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1070
1071         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1072                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1073                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1074                     osname, propname, valname, setpoint);
1075         }
1076
1077         return (error);
1078 }
1079
1080 static int
1081 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1082 {
1083         spa_t *spa = ztest_spa;
1084         nvlist_t *props = NULL;
1085         int error;
1086
1087         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1088         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1089
1090         error = spa_prop_set(spa, props);
1091
1092         nvlist_free(props);
1093
1094         if (error == ENOSPC) {
1095                 ztest_record_enospc(FTAG);
1096                 return (error);
1097         }
1098         ASSERT0(error);
1099
1100         return (error);
1101 }
1102
1103 static void
1104 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1105 {
1106         rll->rll_writer = NULL;
1107         rll->rll_readers = 0;
1108         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1109         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1110 }
1111
1112 static void
1113 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1114 {
1115         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1116         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1117         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1118         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1119 }
1120
1121 static void
1122 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1123 {
1124         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1125
1126         if (type == RL_READER) {
1127                 while (rll->rll_writer != NULL)
1128                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1129                 rll->rll_readers++;
1130         } else {
1131                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1132                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1133                 rll->rll_writer = curthread;
1134         }
1135
1136         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1137 }
1138
1139 static void
1140 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1141 {
1142         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1143
1144         if (rll->rll_writer) {
1145                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1146                 rll->rll_writer = NULL;
1147         } else {
1148                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1149                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1150                 rll->rll_readers--;
1151         }
1152
1153         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1154                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1155
1156         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1157 }
1158
1159 static void
1160 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1161 {
1162         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1163
1164         ztest_rll_lock(rll, type);
1165 }
1166
1167 static void
1168 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1169 {
1170         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1171
1172         ztest_rll_unlock(rll);
1173 }
1174
1175 static rl_t *
1176 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1177     uint64_t size, rl_type_t type)
1178 {
1179         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1180         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1181         rl_t *rl;
1182
1183         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1184         rl->rl_object = object;
1185         rl->rl_offset = offset;
1186         rl->rl_size = size;
1187         rl->rl_lock = rll;
1188
1189         ztest_rll_lock(rll, type);
1190
1191         return (rl);
1192 }
1193
1194 static void
1195 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1196 {
1197         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1198
1199         ztest_rll_unlock(rll);
1200
1201         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1202 }
1203
1204 static void
1205 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1206 {
1207         zd->zd_os = os;
1208         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1209         zd->zd_shared = szd;
1210         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1211
1212         if (zd->zd_shared != NULL)
1213                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1214
1215         rw_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1216         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1217
1218         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1219                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1220
1221         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1222                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1223 }
1224
1225 static void
1226 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1227 {
1228         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1229
1230         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1231                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1232
1233         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1234                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1235 }
1236
1237 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1238
1239 static uint64_t
1240 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1241 {
1242         uint64_t txg;
1243         int error;
1244
1245         /*
1246          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1247          */
1248         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1249         if (error) {
1250                 if (error == ERESTART) {
1251                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1252                         dmu_tx_wait(tx);
1253                 } else {
1254                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1255                         ztest_record_enospc(tag);
1256                 }
1257                 dmu_tx_abort(tx);
1258                 return (0);
1259         }
1260         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1261         ASSERT(txg != 0);
1262         return (txg);
1263 }
1264
1265 static void
1266 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1267 {
1268         uint64_t *ip = buf;
1269         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1270
1271         while (ip < ip_end)
1272                 *ip++ = value;
1273 }
1274
1275 static boolean_t
1276 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1277 {
1278         uint64_t *ip = buf;
1279         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1280         uint64_t diff = 0;
1281
1282         while (ip < ip_end)
1283                 diff |= (value - *ip++);
1284
1285         return (diff == 0);
1286 }
1287
1288 static void
1289 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1290     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1291 {
1292         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1293         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1294         bt->bt_object = object;
1295         bt->bt_offset = offset;
1296         bt->bt_gen = gen;
1297         bt->bt_txg = txg;
1298         bt->bt_crtxg = crtxg;
1299 }
1300
1301 static void
1302 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1303     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1304 {
1305         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1306         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1307         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1308         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1309         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1310         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1311         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1312 }
1313
1314 static ztest_block_tag_t *
1315 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1316 {
1317         dmu_object_info_t doi;
1318         ztest_block_tag_t *bt;
1319
1320         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1321         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1322         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1323         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1324
1325         return (bt);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * ZIL logging ops
1330  */
1331
1332 #define lrz_type        lr_mode
1333 #define lrz_blocksize   lr_uid
1334 #define lrz_ibshift     lr_gid
1335 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1336 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1337
1338 static void
1339 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1340 {
1341         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1342         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1343         itx_t *itx;
1344
1345         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1346                 return;
1347
1348         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1349         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1350             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1351
1352         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1353 }
1354
1355 static void
1356 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1357 {
1358         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1359         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1360         itx_t *itx;
1361
1362         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1363                 return;
1364
1365         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1366         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1367             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1368
1369         itx->itx_oid = object;
1370         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1371 }
1372
1373 static void
1374 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1375 {
1376         itx_t *itx;
1377         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1378
1379         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1380                 return;
1381
1382         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1383                 write_state = WR_INDIRECT;
1384
1385         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1386             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1387
1388         if (write_state == WR_COPIED &&
1389             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1390             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1391                 zil_itx_destroy(itx);
1392                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1393                 write_state = WR_NEED_COPY;
1394         }
1395         itx->itx_private = zd;
1396         itx->itx_wr_state = write_state;
1397         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1398
1399         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1400             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1401
1402         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1403 }
1404
1405 static void
1406 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1407 {
1408         itx_t *itx;
1409
1410         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1411                 return;
1412
1413         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1414         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1415             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1416
1417         itx->itx_sync = B_FALSE;
1418         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1419 }
1420
1421 static void
1422 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1423 {
1424         itx_t *itx;
1425
1426         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1427                 return;
1428
1429         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1430         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1431             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1432
1433         itx->itx_sync = B_FALSE;
1434         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * ZIL replay ops
1439  */
1440 static int
1441 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1442 {
1443         ztest_ds_t *zd = arg1;
1444         lr_create_t *lr = arg2;
1445         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1446         objset_t *os = zd->zd_os;
1447         ztest_block_tag_t *bbt;
1448         dmu_buf_t *db;
1449         dmu_tx_t *tx;
1450         uint64_t txg;
1451         int error = 0;
1452
1453         if (byteswap)
1454                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1455
1456         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1457         ASSERT(name[0] != '\0');
1458
1459         tx = dmu_tx_create(os);
1460
1461         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1462
1463         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1464                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1465         } else {
1466                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1467         }
1468
1469         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1470         if (txg == 0)
1471                 return (ENOSPC);
1472
1473         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1474
1475         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1476                 if (lr->lr_foid == 0) {
1477                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1478                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1479                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1480                 } else {
1481                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1482                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1483                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1484                 }
1485         } else {
1486                 if (lr->lr_foid == 0) {
1487                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1488                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1489                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1490                 } else {
1491                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1492                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1493                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1494                 }
1495         }
1496
1497         if (error) {
1498                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1499                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1500                 dmu_tx_commit(tx);
1501                 return (error);
1502         }
1503
1504         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1505
1506         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1507                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1508                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1509
1510         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1511         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1512         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1513         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1514         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1515
1516         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1517             &lr->lr_foid, tx));
1518
1519         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1520
1521         dmu_tx_commit(tx);
1522
1523         return (0);
1524 }
1525
1526 static int
1527 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1528 {
1529         ztest_ds_t *zd = arg1;
1530         lr_remove_t *lr = arg2;
1531         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1532         objset_t *os = zd->zd_os;
1533         dmu_object_info_t doi;
1534         dmu_tx_t *tx;
1535         uint64_t object, txg;
1536
1537         if (byteswap)
1538                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1539
1540         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1541         ASSERT(name[0] != '\0');
1542
1543         VERIFY3U(0, ==,
1544             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1545         ASSERT(object != 0);
1546
1547         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1548
1549         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1550
1551         tx = dmu_tx_create(os);
1552
1553         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1554         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1555
1556         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1557         if (txg == 0) {
1558                 ztest_object_unlock(zd, object);
1559                 return (ENOSPC);
1560         }
1561
1562         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1563                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1564         } else {
1565                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1566         }
1567
1568         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1569
1570         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1571
1572         dmu_tx_commit(tx);
1573
1574         ztest_object_unlock(zd, object);
1575
1576         return (0);
1577 }
1578
1579 static int
1580 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1581 {
1582         ztest_ds_t *zd = arg1;
1583         lr_write_t *lr = arg2;
1584         objset_t *os = zd->zd_os;
1585         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1586         uint64_t offset, length;
1587         ztest_block_tag_t *bt = data;
1588         ztest_block_tag_t *bbt;
1589         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1590         dmu_object_info_t doi;
1591         dmu_tx_t *tx;
1592         dmu_buf_t *db;
1593         arc_buf_t *abuf = NULL;
1594         rl_t *rl;
1595
1596         if (byteswap)
1597                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1598
1599         offset = lr->lr_offset;
1600         length = lr->lr_length;
1601
1602         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1603         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1604                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1605                 if (length < blocksize) {
1606                         offset -= offset % blocksize;
1607                         length = blocksize;
1608                 }
1609         }
1610
1611         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1612                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1613
1614         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1615                 bt = NULL;
1616
1617         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1618         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1619
1620         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1621
1622         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1623
1624         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1625         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1626         gen = bbt->bt_gen;
1627         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1628         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1629
1630         tx = dmu_tx_create(os);
1631
1632         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1633
1634         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1635             P2PHASE(offset, length) == 0)
1636                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1637
1638         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1639         if (txg == 0) {
1640                 if (abuf != NULL)
1641                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1642                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1643                 ztest_range_unlock(rl);
1644                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1645                 return (ENOSPC);
1646         }
1647
1648         if (bt != NULL) {
1649                 /*
1650                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1651                  * but not always, because we also want to verify correct
1652                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1653                  */
1654                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1655                 if (ztest_random(4) != 0) {
1656                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1657                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1658                         ztest_block_tag_t rbt;
1659
1660                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1661                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1662                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1663                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1664                                     offset, gen, txg, crtxg);
1665                         }
1666                 }
1667
1668                 /*
1669                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1670                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1671                  * open-context data, which may be different than the data
1672                  * as it was when the write was generated.
1673                  */
1674                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1675                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1676                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1677                             bt->bt_crtxg);
1678                 }
1679
1680                 /*
1681                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1682                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1683                  */
1684                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1685         }
1686
1687         if (abuf == NULL) {
1688                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1689         } else {
1690                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1691                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1692         }
1693
1694         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1695
1696         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1697
1698         dmu_tx_commit(tx);
1699
1700         ztest_range_unlock(rl);
1701         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1702
1703         return (0);
1704 }
1705
1706 static int
1707 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1708 {
1709         ztest_ds_t *zd = arg1;
1710         lr_truncate_t *lr = arg2;
1711         objset_t *os = zd->zd_os;
1712         dmu_tx_t *tx;
1713         uint64_t txg;
1714         rl_t *rl;
1715
1716         if (byteswap)
1717                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1718
1719         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1720         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1721             RL_WRITER);
1722
1723         tx = dmu_tx_create(os);
1724
1725         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1726
1727         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1728         if (txg == 0) {
1729                 ztest_range_unlock(rl);
1730                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1731                 return (ENOSPC);
1732         }
1733
1734         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1735             lr->lr_length, tx) == 0);
1736
1737         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1738
1739         dmu_tx_commit(tx);
1740
1741         ztest_range_unlock(rl);
1742         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1743
1744         return (0);
1745 }
1746
1747 static int
1748 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1749 {
1750         ztest_ds_t *zd = arg1;
1751         lr_setattr_t *lr = arg2;
1752         objset_t *os = zd->zd_os;
1753         dmu_tx_t *tx;
1754         dmu_buf_t *db;
1755         ztest_block_tag_t *bbt;
1756         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1757
1758         if (byteswap)
1759                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1760
1761         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1762
1763         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1764
1765         tx = dmu_tx_create(os);
1766         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1767
1768         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1769         if (txg == 0) {
1770                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1771                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1772                 return (ENOSPC);
1773         }
1774
1775         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1776         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1777         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1778         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1779
1780         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1781                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1782                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1783                 ASSERT(lrtxg != 0);
1784         } else {
1785                 /*
1786                  * Randomly change the size and increment the generation.
1787                  */
1788                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1789                     sizeof (*bbt);
1790                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1791                 ASSERT(lrtxg == 0);
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1796          */
1797         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1798             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1799
1800         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1801
1802         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1803         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1804         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1805         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1806
1807         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1808
1809         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1810
1811         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1812
1813         dmu_tx_commit(tx);
1814
1815         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1816
1817         return (0);
1818 }
1819
1820 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1821         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1822         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1823         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1824         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1825         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1826         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1827         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1828         NULL,                   /* TX_LINK */
1829         NULL,                   /* TX_RENAME */
1830         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1831         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1832         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1833         NULL,                   /* TX_ACL */
1834         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1835         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1836         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1837         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1838         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1839         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1840         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1841 };
1842
1843 /*
1844  * ZIL get_data callbacks
1845  */
1846
1847 static void
1848 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1849 {
1850         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1851         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1852
1853         if (zgd->zgd_db)
1854                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1855
1856         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1857         ztest_object_unlock(zd, object);
1858
1859         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1860                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
1861
1862         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1863 }
1864
1865 static int
1866 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
1867     zio_t *zio)
1868 {
1869         ztest_ds_t *zd = arg;
1870         objset_t *os = zd->zd_os;
1871         uint64_t object = lr->lr_foid;
1872         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1873         uint64_t size = lr->lr_length;
1874         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1875         uint64_t crtxg;
1876         dmu_object_info_t doi;
1877         dmu_buf_t *db;
1878         zgd_t *zgd;
1879         int error;
1880
1881         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
1882         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
1883         ASSERT3U(size, !=, 0);
1884
1885         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1886         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1887         if (error) {
1888                 ztest_object_unlock(zd, object);
1889                 return (error);
1890         }
1891
1892         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1893
1894         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1895                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1896                 ztest_object_unlock(zd, object);
1897                 return (ENOENT);
1898         }
1899
1900         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1901         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1902         db = NULL;
1903
1904         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1905         zgd->zgd_lwb = lwb;
1906         zgd->zgd_private = zd;
1907
1908         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1909                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1910                     RL_READER);
1911
1912                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1913                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1914                 ASSERT(error == 0);
1915         } else {
1916                 size = doi.doi_data_block_size;
1917                 if (ISP2(size)) {
1918                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1919                 } else {
1920                         ASSERT(offset < size);
1921                         offset = 0;
1922                 }
1923
1924                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1925                     RL_READER);
1926
1927                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1928                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1929
1930                 if (error == 0) {
1931                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1932
1933                         zgd->zgd_db = db;
1934                         zgd->zgd_bp = bp;
1935
1936                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1937                         ASSERT(db->db_size == size);
1938
1939                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1940                             ztest_get_done, zgd);
1941
1942                         if (error == 0)
1943                                 return (0);
1944                 }
1945         }
1946
1947         ztest_get_done(zgd, error);
1948
1949         return (error);
1950 }
1951
1952 static void *
1953 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1954 {
1955         char *lr;
1956         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1957
1958         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1959
1960         if (name)
1961                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1962
1963         return (lr);
1964 }
1965
1966 void
1967 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1968 {
1969         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1970
1971         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1976  */
1977 static int
1978 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1979 {
1980         int missing = 0;
1981         int error;
1982
1983         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
1984
1985         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1986                 od->od_object = 0;
1987                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1988                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1989                 if (error) {
1990                         ASSERT(error == ENOENT);
1991                         ASSERT(od->od_object == 0);
1992                         missing++;
1993                 } else {
1994                         dmu_buf_t *db;
1995                         ztest_block_tag_t *bbt;
1996                         dmu_object_info_t doi;
1997
1998                         ASSERT(od->od_object != 0);
1999                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2000
2001                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2002                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2003                             od->od_object, FTAG, &db));
2004                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2005                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2006                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2007                         od->od_type = doi.doi_type;
2008                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2009                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2010                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2011                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2012                 }
2013         }
2014
2015         return (missing);
2016 }
2017
2018 static int
2019 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2020 {
2021         int missing = 0;
2022
2023         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2024
2025         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2026                 if (missing) {
2027                         od->od_object = 0;
2028                         missing++;
2029                         continue;
2030                 }
2031
2032                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2033
2034                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2035                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2036                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2037                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2038                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2039                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2040                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2041                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2042                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2043
2044                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2045                         ASSERT(missing == 0);
2046                         od->od_object = 0;
2047                         missing++;
2048                 } else {
2049                         od->od_object = lr->lr_foid;
2050                         od->od_type = od->od_crtype;
2051                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2052                         od->od_gen = od->od_crgen;
2053                         ASSERT(od->od_object != 0);
2054                 }
2055
2056                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2057         }
2058
2059         return (missing);
2060 }
2061
2062 static int
2063 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2064 {
2065         int missing = 0;
2066         int error;
2067
2068         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2069
2070         od += count - 1;
2071
2072         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2073                 if (missing) {
2074                         missing++;
2075                         continue;
2076                 }
2077
2078                 /*
2079                  * No object was found.
2080                  */
2081                 if (od->od_object == 0)
2082                         continue;
2083
2084                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2085
2086                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2087
2088                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2089                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2090                         missing++;
2091                 } else {
2092                         od->od_object = 0;
2093                 }
2094                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2095         }
2096
2097         return (missing);
2098 }
2099
2100 static int
2101 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2102     void *data)
2103 {
2104         lr_write_t *lr;
2105         int error;
2106
2107         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2108
2109         lr->lr_foid = object;
2110         lr->lr_offset = offset;
2111         lr->lr_length = size;
2112         lr->lr_blkoff = 0;
2113         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2114
2115         bcopy(data, lr + 1, size);
2116
2117         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2118
2119         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2120
2121         return (error);
2122 }
2123
2124 static int
2125 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2126 {
2127         lr_truncate_t *lr;
2128         int error;
2129
2130         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2131
2132         lr->lr_foid = object;
2133         lr->lr_offset = offset;
2134         lr->lr_length = size;
2135
2136         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2137
2138         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2139
2140         return (error);
2141 }
2142
2143 static int
2144 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2145 {
2146         lr_setattr_t *lr;
2147         int error;
2148
2149         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2150
2151         lr->lr_foid = object;
2152         lr->lr_size = 0;
2153         lr->lr_mode = 0;
2154
2155         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2156
2157         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2158
2159         return (error);
2160 }
2161
2162 static void
2163 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2164 {
2165         objset_t *os = zd->zd_os;
2166         dmu_tx_t *tx;
2167         uint64_t txg;
2168         rl_t *rl;
2169
2170         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2171
2172         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2173         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2174
2175         tx = dmu_tx_create(os);
2176
2177         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2178
2179         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2180
2181         if (txg != 0) {
2182                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2183                 dmu_tx_commit(tx);
2184                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2185         } else {
2186                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2187         }
2188
2189         ztest_range_unlock(rl);
2190         ztest_object_unlock(zd, object);
2191 }
2192
2193 static void
2194 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2195 {
2196         int err;
2197         ztest_block_tag_t wbt;
2198         dmu_object_info_t doi;
2199         enum ztest_io_type io_type;
2200         uint64_t blocksize;
2201         void *data;
2202
2203         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2204         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2205         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2206
2207         /*
2208          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2209          */
2210         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2211         if (ztest_random(2) == 0)
2212                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2213
2214         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2215
2216         switch (io_type) {
2217
2218         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2219                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2220                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2221                 break;
2222
2223         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2224                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2225                 if (ztest_random(2) == 0) {
2226                         /*
2227                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2228                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2229                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2230                          */
2231                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2232                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2233                 }
2234                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2235                 break;
2236
2237         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2238                 bzero(data, blocksize);
2239                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2240                 break;
2241
2242         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2243                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2244                 break;
2245
2246         case ZTEST_IO_SETATTR:
2247                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2248                 break;
2249
2250         case ZTEST_IO_REWRITE:
2251                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2252                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2253                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2254                     B_FALSE);
2255                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2256                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2257                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2258                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2259                     B_FALSE);
2260                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2261                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2262
2263                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2264                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2265
2266                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2267                 break;
2268         }
2269
2270         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2271
2272         umem_free(data, blocksize);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Initialize an object description template.
2277  */
2278 static void
2279 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2280     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2281 {
2282         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2283         od->od_object = 0;
2284
2285         od->od_crtype = type;
2286         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2287         od->od_crgen = gen;
2288
2289         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2290         od->od_blocksize = 0;
2291         od->od_gen = 0;
2292
2293         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2294             tag, (int64_t)id, index);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2299  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2300  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2301  * use the existing objects.
2302  */
2303 static int
2304 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2305 {
2306         int count = size / sizeof (*od);
2307         int rv = 0;
2308
2309         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2310         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2311             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2312             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2313                 rv = -1;
2314         zd->zd_od = od;
2315         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2316
2317         return (rv);
2318 }
2319
2320 /* ARGSUSED */
2321 void
2322 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2323 {
2324         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2325
2326         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2327
2328         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2329
2330         /*
2331          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2332          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2333          * will verify that the log really does contain this record.
2334          */
2335         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2336         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2337         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2338         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2339         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2340
2341         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2342 }
2343
2344 /*
2345  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2346  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2347  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2348  */
2349 /* ARGSUSED */
2350 void
2351 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2352 {
2353         objset_t *os = zd->zd_os;
2354
2355         /*
2356          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2357          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2358          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2359          */
2360         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2361         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_WRITER);
2362
2363         /* zfsvfs_teardown() */
2364         zil_close(zd->zd_zilog);
2365
2366         /* zfsvfs_setup() */
2367         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2368         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2369
2370         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2371         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2376  * or create a pool with a bad vdev spec.
2377  */
2378 /* ARGSUSED */
2379 void
2380 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2381 {
2382         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2383         spa_t *spa;
2384         nvlist_t *nvroot;
2385
2386         /*
2387          * Attempt to create using a bad file.
2388          */
2389         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2390         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2391             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2392         nvlist_free(nvroot);
2393
2394         /*
2395          * Attempt to create using a bad mirror.
2396          */
2397         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2398         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2399             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2400         nvlist_free(nvroot);
2401
2402         /*
2403          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2404          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2405          */
2406         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2407         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2408         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2409         nvlist_free(nvroot);
2410         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2411         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2412         spa_close(spa, FTAG);
2413
2414         rw_exit(&ztest_name_lock);
2415 }
2416
2417 /* ARGSUSED */
2418 void
2419 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2420 {
2421         spa_t *spa;
2422         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2423         uint64_t version, newversion;
2424         nvlist_t *nvroot, *props;
2425         char *name;
2426
2427         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2428         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2429
2430         /*
2431          * Clean up from previous runs.
2432          */
2433         (void) spa_destroy(name);
2434
2435         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2436             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2437
2438         /*
2439          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2440          * the initial version is capable of supporting that feature.
2441          */
2442         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2443         case 0:
2444         case 1:
2445                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2446                 break;
2447         case 2:
2448                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2449                 break;
2450         case 3:
2451                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2452                 break;
2453         }
2454
2455         /*
2456          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2457          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2458          */
2459         do {
2460                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2461         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2462
2463         props = fnvlist_alloc();
2464         fnvlist_add_uint64(props,
2465             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2466         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2467         fnvlist_free(nvroot);
2468         fnvlist_free(props);
2469
2470         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2471         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2472         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2473
2474         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2475                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2476                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2477         }
2478
2479         spa_upgrade(spa, newversion);
2480         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2481         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2482             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2483         spa_close(spa, FTAG);
2484
2485         strfree(name);
2486         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2487 }
2488
2489 static void
2490 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
2491 {
2492         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2493
2494         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
2495
2496         switch (error) {
2497         case 0:
2498         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
2499         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2500         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2501                 break;
2502         case ENOSPC:
2503                 ztest_record_enospc(FTAG);
2504                 break;
2505         default:
2506                 fatal(0, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
2507         }
2508 }
2509
2510 static void
2511 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
2512 {
2513         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2514
2515         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
2516
2517         switch (error) {
2518         case 0:
2519         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2520         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
2521                 break;
2522         default:
2523                 fatal(0, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
2524                     spa->spa_name, error);
2525         }
2526
2527 }
2528
2529 /* ARGSUSED */
2530 void
2531 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2532 {
2533         spa_t *spa = ztest_spa;
2534
2535         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
2536         if (ztest_random(2) == 0) {
2537                 ztest_spa_checkpoint(spa);
2538         } else {
2539                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
2540         }
2541         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
2542 }
2543
2544
2545 static vdev_t *
2546 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2547 {
2548         vdev_t *mvd;
2549
2550         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2551                 return (vd);
2552
2553         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2554                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2555                     NULL)
2556                         return (mvd);
2557
2558         return (NULL);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2563  */
2564 int
2565 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2566 {
2567         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2568         int c;
2569
2570         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2571
2572         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2573                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2574
2575                 if (cvd->vdev_ishole)
2576                         break;
2577         }
2578         return (c);
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Verify that vdev_add() works as expected.
2583  */
2584 /* ARGSUSED */
2585 void
2586 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2587 {
2588         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2589         spa_t *spa = ztest_spa;
2590         uint64_t leaves;
2591         uint64_t guid;
2592         nvlist_t *nvroot;
2593         int error;
2594
2595         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2596         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2597
2598         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2599
2600         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2601
2602         /*
2603          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2604          */
2605         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2606                 /*
2607                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2608                  */
2609                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2610
2611                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2612
2613                 /*
2614                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2615                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2616                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2617                  * grab a reference on the dataset which may cause
2618                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2619                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2620                  */
2621                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2622                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2623                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2624
2625                 switch (error) {
2626                 case 0:
2627                 case EEXIST:
2628                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2629                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2630                         break;
2631                 default:
2632                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2633                 }
2634         } else {
2635                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2636
2637                 /*
2638                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2639                  */
2640                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2641                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2642                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2643                     zs->zs_mirrors, 1);
2644
2645                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2646                 nvlist_free(nvroot);
2647
2648                 switch (error) {
2649                 case 0:
2650                         break;
2651                 case ENOSPC:
2652                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2653                         break;
2654                 default:
2655                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2656                 }
2657         }
2658
2659         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2664  */
2665 /* ARGSUSED */
2666 void
2667 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2668 {
2669         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2670         spa_t *spa = ztest_spa;
2671         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2672         spa_aux_vdev_t *sav;
2673         char *aux;
2674         uint64_t guid = 0;
2675         int error;
2676
2677         if (ztest_random(2) == 0) {
2678                 sav = &spa->spa_spares;
2679                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2680         } else {
2681                 sav = &spa->spa_l2cache;
2682                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2683         }
2684
2685         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2686
2687         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2688
2689         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2690                 /*
2691                  * Pick a random device to remove.
2692                  */
2693                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2694         } else {
2695                 /*
2696                  * Find an unused device we can add.
2697                  */
2698                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2699                 for (;;) {
2700                         char path[MAXPATHLEN];
2701                         int c;
2702                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2703                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2704                             zs->zs_vdev_aux);
2705                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2706                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2707                                     path) == 0)
2708                                         break;
2709                         if (c == sav->sav_count &&
2710                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2711                                 break;
2712                         zs->zs_vdev_aux++;
2713                 }
2714         }
2715
2716         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2717
2718         if (guid == 0) {
2719                 /*
2720                  * Add a new device.
2721                  */
2722                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2723                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2724                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2725
2726                 switch (error) {
2727                 case 0:
2728                         break;
2729                 default:
2730                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2731                 }
2732                 nvlist_free(nvroot);
2733         } else {
2734                 /*
2735                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2736                  * vdev state first to make sure we handle removal
2737                  * of devices that have pending state changes.
2738                  */
2739                 if (ztest_random(2) == 0)
2740                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2741
2742                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2743
2744                 switch (error) {
2745                 case 0:
2746                 case EBUSY:
2747                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2748                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2749                         break;
2750                 default:
2751                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2752                 }
2753         }
2754
2755         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2756 }
2757
2758 /*
2759  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2760  */
2761 /* ARGSUSED */
2762 void
2763 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2764 {
2765         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2766         spa_t *spa = ztest_spa;
2767         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2768         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2769         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2770         int error = 0;
2771
2772         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2773
2774         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2775         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2776                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2777                 return;
2778         }
2779
2780         /* clean up the old pool, if any */
2781         (void) spa_destroy("splitp");
2782
2783         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2784
2785         /* generate a config from the existing config */
2786         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2787         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2788             &tree) == 0);
2789         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2790
2791         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2792             &children) == 0);
2793
2794         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2795         for (c = 0; c < children; c++) {
2796                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2797                 nvlist_t **mchild;
2798                 uint_t mchildren;
2799
2800                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2801                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2802                             0) == 0);
2803                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2804                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2805                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2806                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2807                         if (lastlogid == 0)
2808                                 lastlogid = schildren;
2809                         ++schildren;
2810                         continue;
2811                 }
2812                 lastlogid = 0;
2813                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2814                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2815                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2816         }
2817
2818         /* OK, create a config that can be used to split */
2819         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2820         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2821             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2822         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2823             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2824
2825         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2826         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2827
2828         for (c = 0; c < schildren; c++)
2829                 nvlist_free(schild[c]);
2830         free(schild);
2831         nvlist_free(split);
2832
2833         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2834
2835         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2836         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2837         rw_exit(&ztest_name_lock);
2838
2839         nvlist_free(config);
2840
2841         if (error == 0) {
2842                 (void) printf("successful split - results:\n");
2843                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2844                 show_pool_stats(spa);
2845                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2846                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2847                 ++zs->zs_splits;
2848                 --zs->zs_mirrors;
2849         }
2850         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Verify that we can attach and detach devices.
2855  */
2856 /* ARGSUSED */
2857 void
2858 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2859 {
2860         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2861         spa_t *spa = ztest_spa;
2862         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2863         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2864         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2865         nvlist_t *root;
2866         uint64_t leaves;
2867         uint64_t leaf, top;
2868         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2869         uint64_t oldguid, pguid;
2870         uint64_t oldsize, newsize;
2871         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2872         int replacing;
2873         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2874         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2875         int oldvd_is_log;
2876         int error, expected_error;
2877
2878         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2879         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2880
2881         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
2882
2883         /*
2884          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
2885          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
2886          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
2887          * of removal.
2888          */
2889         if (ztest_device_removal_active) {
2890                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
2891                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2892                 return;
2893         }
2894
2895         /*
2896          * Decide whether to do an attach or a replace.
2897          */
2898         replacing = ztest_random(2);
2899
2900         /*
2901          * Pick a random top-level vdev.
2902          */
2903         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2904
2905         /*
2906          * Pick a random leaf within it.
2907          */
2908         leaf = ztest_random(leaves);
2909
2910         /*
2911          * Locate this vdev.
2912          */
2913         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2914         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2915                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2916                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2917                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2918         }
2919         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2920                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2921                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2922                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2923         }
2924
2925         /*
2926          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2927          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2928          */
2929         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2930                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2931                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2932                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2933         }
2934
2935         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2936         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2937         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2938         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2939         pvd = oldvd->vdev_parent;
2940         pguid = pvd->vdev_guid;
2941
2942         /*
2943          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2944          */
2945         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2946                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
2947                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2948                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2949                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
2950                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
2951                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2952                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2953                 return;
2954         }
2955
2956         /*
2957          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2958          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2959          */
2960         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2961                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2962                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2963                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2964         } else {
2965                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2966                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2967                     top * leaves + leaf);
2968                 if (ztest_random(2) == 0)
2969                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2970                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2971         }
2972
2973         if (newvd) {
2974                 /*
2975                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
2976                  */
2977                 vdev_reopen(newvd);
2978                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2979         } else {
2980                 /*
2981                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2982                  * If it's smaller, the attach should fail.
2983                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2984                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2985                  */
2986                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2987         }
2988
2989         /*
2990          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2991          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2992          *
2993          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2994          *
2995          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2996          */
2997         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2998             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2999             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3000             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3001                 expected_error = ENOTSUP;
3002         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3003                 expected_error = ENOTSUP;
3004         else if (newvd == oldvd)
3005                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3006         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3007                 expected_error = EBUSY;
3008         else if (newsize < oldsize)
3009                 expected_error = EOVERFLOW;
3010         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3011                 expected_error = EDOM;
3012         else
3013                 expected_error = 0;
3014
3015         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3016
3017         /*
3018          * Build the nvlist describing newpath.
3019          */
3020         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3021             ashift, 0, 0, 0, 1);
3022
3023         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3024
3025         nvlist_free(root);
3026
3027         /*
3028          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3029          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3030          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3031          */
3032         if (expected_error == ENOTSUP &&
3033             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3034                 expected_error = error;
3035
3036         /*
3037          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3038          */
3039         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3040                 expected_error = error;
3041
3042         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3043             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3044                 expected_error = error;
3045
3046         /* XXX workaround 6690467 */
3047         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3048                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3049                     "returned %d, expected %d",
3050                     oldpath, oldsize, newpath,
3051                     newsize, replacing, error, expected_error);
3052         }
3053
3054         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3055 }
3056
3057 /* ARGSUSED */
3058 void
3059 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3060 {
3061         spa_t *spa = ztest_spa;
3062         vdev_t *vd;
3063         uint64_t guid;
3064         int error;
3065
3066         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3067
3068         if (ztest_device_removal_active) {
3069                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3070                 return;
3071         }
3072
3073         /*
3074          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3075          */
3076         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3077         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3078         guid = vd->vdev_guid;
3079         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3080
3081         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3082         if (error == 0) {
3083                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3084                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3085
3086                 while (spa->spa_vdev_removal != NULL)
3087                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3088         } else {
3089                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3090                 return;
3091         }
3092
3093         /*
3094          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3095          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3096          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3097          * offset are redundant and can be damaged.
3098          */
3099         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3100         if (error == 0) {
3101                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3102                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3103         }
3104
3105         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3106         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3107         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3108 }
3109
3110 /*
3111  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3112  */
3113 vdev_t *
3114 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3115 {
3116         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3117         size_t *newsize = arg;
3118         size_t fsize;
3119         int fd;
3120
3121         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3122         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3123
3124         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3125                 return (vd);
3126
3127         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3128         (void) ftruncate(fd, *newsize);
3129
3130         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3131                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3132                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3133         }
3134         (void) close(fd);
3135         return (NULL);
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3140  */
3141 /* ARGSUSED */
3142 vdev_t *
3143 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3144 {
3145         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3146         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3147         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3148         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3149         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3150         int error;
3151
3152         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3153         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3154
3155         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3156         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3157         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3158         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3159
3160         /*
3161          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3162          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3163          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3164          */
3165         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3166                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3167                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3168                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3169                 }
3170                 return (vd);
3171         }
3172         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3173
3174         /*
3175          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3176          * still talking to the original vdev. It's possible this
3177          * vdev may have been detached/replaced while we were
3178          * trying to online it.
3179          */
3180         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3181                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3182                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3183                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3184                             "got gen %llu\n",
3185                             (u_longlong_t)guid,
3186                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3187                             (u_longlong_t)generation,
3188                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3189                 }
3190                 return (vd);
3191         }
3192         return (NULL);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3197  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3198  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3199  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3200  * leaf vdev we encounter.
3201  */
3202 vdev_t *
3203 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3204 {
3205         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3206                 if (func == NULL)
3207                         return (vd);
3208                 else
3209                         return (func(vd, arg));
3210         }
3211
3212         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3213                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3214                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3215                         return (cvd);
3216         }
3217         return (NULL);
3218 }
3219
3220 /*
3221  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3222  */
3223 /* ARGSUSED */
3224 void
3225 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3226 {
3227         spa_t *spa = ztest_spa;
3228         vdev_t *vd, *tvd;
3229         metaslab_class_t *mc;
3230         metaslab_group_t *mg;
3231         size_t psize, newsize;
3232         uint64_t top;
3233         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3234
3235         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3236         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3237         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3238
3239         /*
3240          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
3241          * we are running, in which case we would not be able to verify
3242          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
3243          * when the device removal completes).
3244          */
3245         if (ztest_device_removal_active) {
3246                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3247                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3248                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3249                 return;
3250         }
3251
3252         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3253
3254         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3255         mg = tvd->vdev_mg;
3256         mc = mg->mg_class;
3257         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3258         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3259
3260         /*
3261          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3262          * our top-level device.
3263          */
3264         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3265         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3266         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3267
3268         psize = vd->vdev_psize;
3269
3270         /*
3271          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3272          * original size, and it has a valid psize.
3273          */
3274         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3275             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3276                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3277                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3278                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3279                 return;
3280         }
3281         ASSERT(psize > 0);
3282         newsize = psize + psize / 8;
3283         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3284
3285         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3286                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3287                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3288         }
3289
3290         /*
3291          * Growing the vdev is a two step process:
3292          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3293          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3294          */
3295         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3296             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3297             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3298                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3299                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3300                             "the vdev configuration changed.\n");
3301                 }
3302                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3303                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3304                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3305                 return;
3306         }
3307
3308         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3309
3310         /*
3311          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3312          * thus we must wait for the async thread to complete any
3313          * pending tasks before proceeding.
3314          */
3315         for (;;) {
3316                 boolean_t done;
3317                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3318                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3319                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3320                 if (done)
3321                         break;
3322                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3323                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3324         }
3325
3326         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3327
3328         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3329         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3330         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3331
3332         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3333                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3334                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3335                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3336                 }
3337                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3338                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3339                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3340                 return;
3341         }
3342
3343         /*
3344          * Make sure we were able to grow the vdev.
3345          */
3346         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
3347                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu < %llu\n",
3348                     old_ms_count, new_ms_count);
3349         }
3350
3351         /*
3352          * Make sure we were able to grow the pool.
3353          */
3354         if (new_class_space <= old_class_space) {
3355                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu < %llu\n",
3356                     old_class_space, new_class_space);
3357         }
3358
3359         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3360                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3361
3362                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3363                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3364                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3365                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3366         }
3367
3368         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3369         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3370         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3371 }
3372
3373 /*
3374  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3375  */
3376 /* ARGSUSED */
3377 static void
3378 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3379 {
3380         /*
3381          * Create the objects common to all ztest datasets.
3382          */
3383         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3384             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3385 }
3386
3387 static int
3388 ztest_dataset_create(char *dsname)
3389 {
3390         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3391         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3392             ztest_objset_create_cb, NULL);
3393
3394         if (err || zilset < 80)
3395                 return (err);
3396
3397         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3398                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3399         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3400             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3401 }
3402
3403 /* ARGSUSED */
3404 static int
3405 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3406 {
3407         objset_t *os;
3408         dmu_object_info_t doi;
3409         int error;
3410
3411         /*
3412          * Verify that the dataset contains a directory object.
3413          */
3414         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3415         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3416         if (error != ENOENT) {
3417                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3418                 ASSERT0(error);
3419                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3420                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3421         }
3422         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3423
3424         /*
3425          * Destroy the dataset.
3426          */
3427         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3428                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3429         } else {
3430                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3431         }
3432         return (0);
3433 }
3434
3435 static boolean_t
3436 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3437 {
3438         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3439         int error;
3440
3441         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3442
3443         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3444         if (error == ENOSPC) {
3445                 ztest_record_enospc(FTAG);
3446                 return (B_FALSE);
3447         }
3448         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3449                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3450                     snapname, error);
3451         }
3452         return (B_TRUE);
3453 }
3454
3455 static boolean_t
3456 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3457 {
3458         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3459         int error;
3460
3461         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3462             (u_longlong_t)id);
3463
3464         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3465         if (error != 0 && error != ENOENT)
3466                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3467         return (B_TRUE);
3468 }
3469
3470 /* ARGSUSED */
3471 void
3472 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3473 {
3474         ztest_ds_t zdtmp;
3475         int iters;
3476         int error;
3477         objset_t *os, *os2;
3478         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3479         zilog_t *zilog;
3480
3481         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3482
3483         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3484             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3485
3486         /*
3487          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3488          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3489          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3490          */
3491         if (ztest_random(2) == 0 &&
3492             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3493                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3494                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3495                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3496                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3497         }
3498
3499         /*
3500          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3501          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3502          * and all of its snapshots.
3503          */
3504         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3505             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3506
3507         /*
3508          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3509          */
3510         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3511             FTAG, &os));
3512
3513         /*
3514          * Verify that we can create a new dataset.
3515          */
3516         error = ztest_dataset_create(name);
3517         if (error) {
3518                 if (error == ENOSPC) {
3519                         ztest_record_enospc(FTAG);
3520                         rw_exit(&ztest_name_lock);
3521                         return;
3522                 }
3523                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3524         }
3525
3526         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3527
3528         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3529
3530         /*
3531          * Open the intent log for it.
3532          */
3533         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3534
3535         /*
3536          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3537          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3538          */
3539         iters = ztest_random(5);
3540         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3541                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3542                 if (ztest_random(iters) == 0)
3543                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3544         }
3545
3546         /*
3547          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3548          */
3549         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3550             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3551
3552         /*
3553          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3554          */
3555         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3556         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3557
3558         /*
3559          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3560          */
3561         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3562             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3563
3564         zil_close(zilog);
3565         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3566         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3567
3568         rw_exit(&ztest_name_lock);
3569 }
3570
3571 /*
3572  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3573  */
3574 void
3575 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3576 {
3577         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3578         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3579         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3580         rw_exit(&ztest_name_lock);
3581 }
3582
3583 /*
3584  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3585  */
3586 void
3587 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3588 {
3589         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3590         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3591         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3592         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3593         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3594         int error;
3595
3596         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3597             "%s@s1_%llu", osname, id);
3598         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3599             "%s/c1_%llu", osname, id);
3600         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3601             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3602         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3603             "%s/c2_%llu", osname, id);
3604         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3605             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3606
3607         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3608         if (error && error != ENOENT)
3609                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3610         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3611         if (error && error != ENOENT)
3612                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3613         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3614         if (error && error != ENOENT)
3615                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3616         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3617         if (error && error != ENOENT)
3618                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3619         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3620         if (error && error != ENOENT)
3621                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3622 }
3623
3624 /*
3625  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3626  */
3627 void
3628 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3629 {
3630         objset_t *os;
3631         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3632         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3633         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3634         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3635         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3636         char *osname = zd->zd_name;
3637         int error;
3638
3639         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3640
3641         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3642
3643         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3644             "%s@s1_%llu", osname, id);
3645         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3646             "%s/c1_%llu", osname, id);
3647         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3648             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3649         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3650             "%s/c2_%llu", osname, id);
3651         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3652             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3653
3654         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3655         if (error && error != EEXIST) {
3656                 if (error == ENOSPC) {
3657                         ztest_record_enospc(FTAG);
3658                         goto out;
3659                 }
3660                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3661         }
3662
3663         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3664         if (error) {
3665                 if (error == ENOSPC) {
3666                         ztest_record_enospc(FTAG);
3667                         goto out;
3668                 }
3669                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3670         }
3671
3672         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3673         if (error && error != EEXIST) {
3674                 if (error == ENOSPC) {
3675                         ztest_record_enospc(FTAG);
3676                         goto out;
3677                 }
3678                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3679         }
3680
3681         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3682         if (error && error != EEXIST) {
3683                 if (error == ENOSPC) {
3684                         ztest_record_enospc(FTAG);
3685                         goto out;
3686                 }
3687                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3688         }
3689
3690         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3691         if (error) {
3692                 if (error == ENOSPC) {
3693                         ztest_record_enospc(FTAG);
3694                         goto out;
3695                 }
3696                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3697         }
3698
3699         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3700         if (error)
3701                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3702         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3703         if (error == ENOSPC) {
3704                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3705                 ztest_record_enospc(FTAG);
3706                 goto out;
3707         }
3708         if (error != EBUSY)
3709                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3710                     error);
3711         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3712
3713 out:
3714         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3715
3716         rw_exit(&ztest_name_lock);
3717 }
3718
3719 /*
3720  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3721  */
3722 void
3723 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3724 {
3725         ztest_od_t od[4];
3726         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3727
3728         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3729                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3730
3731         /*
3732          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3733          * and do some I/O on the new objects.
3734          */
3735         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3736                 return;
3737
3738         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3739                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3740                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3741 }
3742
3743 /*
3744  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3745  */
3746 void
3747 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3748 {
3749         objset_t *os = zd->zd_os;
3750         ztest_od_t od[2];
3751         dmu_tx_t *tx;
3752         int i, freeit, error;
3753         uint64_t n, s, txg;
3754         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3755         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3756         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3757         uint64_t regions = 997;
3758         uint64_t stride = 123456789ULL;
3759         uint64_t width = 40;
3760         int free_percent = 5;
3761
3762         /*
3763          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3764          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3765          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3766          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3767          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3768          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3769          *
3770          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3771          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3772          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3773          *
3774          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3775          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3776          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3777          *
3778          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3779          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3780          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3781          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3782          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3783          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3784          */
3785
3786         /*
3787          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3788          */
3789         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3790         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3791
3792         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3793                 return;
3794
3795         bigobj = od[0].od_object;
3796         packobj = od[1].od_object;
3797         chunksize = od[0].od_gen;
3798         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3799
3800         /*
3801          * Prefetch a random chunk of the big object.
3802          * Our aim here is to get some async reads in flight
3803          * for blocks that we may free below; the DMU should
3804          * handle this race correctly.
3805          */
3806         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3807         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3808         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3809             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3810
3811         /*
3812          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3813          */
3814         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3815         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3816
3817         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3818         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3819
3820         bigoff = n * chunksize;
3821         bigsize = s * chunksize;
3822
3823         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3824         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3825
3826         /*
3827          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3828          * overwriting it.
3829          */
3830         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3831
3832         /*
3833          * Read the current contents of our objects.
3834          */
3835         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3836             DMU_READ_PREFETCH);
3837         ASSERT0(error);
3838         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3839             DMU_READ_PREFETCH);
3840         ASSERT0(error);
3841
3842         /*
3843          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3844          */
3845         tx = dmu_tx_create(os);
3846
3847         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3848
3849         if (freeit)
3850                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3851         else
3852                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3853
3854         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3855         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3856
3857         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3858         if (txg == 0) {
3859                 umem_free(packbuf, packsize);
3860                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3861                 return;
3862         }
3863
3864         enum zio_checksum cksum;
3865         do {
3866                 cksum = (enum zio_checksum)
3867                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3868         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3869         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3870
3871         enum zio_compress comp;
3872         do {
3873                 comp = (enum zio_compress)
3874                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3875         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3876         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3877
3878         /*
3879          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3880          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3881          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3882          * with the new values we want to write out.
3883          */
3884         for (i = 0; i < s; i++) {
3885                 /* LINTED */
3886                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3887                 /* LINTED */
3888                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3889                 /* LINTED */
3890                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3891
3892                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3893                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3894
3895                 if (pack->bw_txg > txg)
3896                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3897                             pack->bw_txg, txg);
3898
3899                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3900                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3901                             pack->bw_index, n, i);
3902
3903                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3904                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3905
3906                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3907                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3908
3909                 if (freeit) {
3910                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3911                 } else {
3912                         pack->bw_index = n + i;
3913                         pack->bw_txg = txg;
3914                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3915                 }
3916                 *bigH = *pack;
3917                 *bigT = *pack;
3918         }
3919
3920         /*
3921          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3922          * Now write them out.
3923          */
3924         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3925
3926         if (freeit) {
3927                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3928                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3929                             " txg %llx\n",
3930                             (u_longlong_t)bigoff,
3931                             (u_longlong_t)bigsize,
3932                             (u_longlong_t)txg);
3933                 }
3934                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3935         } else {
3936                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3937                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3938                             " txg %llx\n",
3939                             (u_longlong_t)bigoff,
3940                             (u_longlong_t)bigsize,
3941                             (u_longlong_t)txg);
3942                 }
3943                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3944         }
3945
3946         dmu_tx_commit(tx);
3947
3948         /*
3949          * Sanity check the stuff we just wrote.
3950          */
3951         {
3952                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3953                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3954
3955                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3956                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3957                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3958                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3959
3960                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3961                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3962
3963                 umem_free(packcheck, packsize);
3964                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3965         }
3966
3967         umem_free(packbuf, packsize);
3968         umem_free(bigbuf, bigsize);
3969 }
3970
3971 void
3972 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3973     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3974 {
3975         uint64_t i;
3976         bufwad_t *pack;
3977         bufwad_t *bigH;
3978         bufwad_t *bigT;
3979
3980         /*
3981          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3982          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3983          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3984          * with the new values we want to write out.
3985          */
3986         for (i = 0; i < s; i++) {
3987                 /* LINTED */
3988                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3989                 /* LINTED */
3990                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3991                 /* LINTED */
3992                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3993
3994                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3995                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3996
3997                 if (pack->bw_txg > txg)
3998                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3999                             pack->bw_txg, txg);
4000
4001                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4002                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4003                             pack->bw_index, n, i);
4004
4005                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4006                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4007
4008                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4009                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4010
4011                 pack->bw_index = n + i;
4012                 pack->bw_txg = txg;
4013                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4014
4015                 *bigH = *pack;
4016                 *bigT = *pack;
4017         }
4018 }
4019
4020 void
4021 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4022 {
4023         objset_t *os = zd->zd_os;
4024         ztest_od_t od[2];
4025         dmu_tx_t *tx;
4026         uint64_t i;
4027         int error;
4028         uint64_t n, s, txg;
4029         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4030         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4031         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4032         uint64_t chunksize = blocksize;
4033         uint64_t regions = 997;
4034         uint64_t stride = 123456789ULL;
4035         uint64_t width = 9;
4036         dmu_buf_t *bonus_db;
4037         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4038         dmu_object_info_t doi;
4039
4040         /*
4041          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4042          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4043          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4044          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4045          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4046          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4047          *
4048          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4049          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4050          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4051          *
4052          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4053          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4054          */
4055
4056         /*
4057          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4058          */
4059         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4060         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
4061
4062         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4063                 return;
4064
4065         bigobj = od[0].od_object;
4066         packobj = od[1].od_object;
4067         blocksize = od[0].od_blocksize;
4068         chunksize = blocksize;
4069         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4070
4071         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4072         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4073         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4074         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4075
4076         /*
4077          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4078          */
4079         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4080         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4081
4082         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4083         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4084
4085         bigoff = n * chunksize;
4086         bigsize = s * chunksize;
4087
4088         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4089         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4090
4091         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4092
4093         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4094
4095         /*
4096          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4097          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4098          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4099          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4100          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4101          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4102          * Iteration 6 one more zcopy write.
4103          */
4104         for (i = 0; i < 7; i++) {
4105                 uint64_t j;
4106                 uint64_t off;
4107
4108                 /*
4109                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4110                  * that don't match bigobj blksz to test
4111                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4112                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4113                  */
4114                 for (j = 0; j < s; j++) {
4115                         if (i != 5) {
4116                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4117                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4118                         } else {
4119                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4120                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4121                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4122                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4123                         }
4124                 }
4125
4126                 /*
4127                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4128                  */
4129                 tx = dmu_tx_create(os);
4130
4131                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4132                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4133
4134                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4135                 if (txg == 0) {
4136                         umem_free(packbuf, packsize);
4137                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4138                         for (j = 0; j < s; j++) {
4139                                 if (i != 5) {
4140                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4141                                 } else {
4142                                         dmu_return_arcbuf(
4143                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4144                                         dmu_return_arcbuf(
4145                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4146                                 }
4147                         }
4148                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4149                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4150                         return;
4151                 }
4152
4153                 /*
4154                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4155                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4156                  * existing dbufs for the specified offsets.
4157                  */
4158                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4159                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4160                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4161                         ASSERT0(error);
4162                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4163                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4164                         ASSERT0(error);
4165                 }
4166                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4167                     n, chunksize, txg);
4168
4169                 /*
4170                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4171                  * Now write them out.
4172                  */
4173                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4174                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4175                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4176                             " txg %llx\n",
4177                             (u_longlong_t)bigoff,
4178                             (u_longlong_t)bigsize,
4179                             (u_longlong_t)txg);
4180                 }
4181                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4182                         dmu_buf_t *dbt;
4183                         if (i != 5) {
4184                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4185                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4186                         } else {
4187                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4188                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4189                                     chunksize / 2);
4190                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4191                                     chunksize / 2,
4192                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4193                                     chunksize / 2);
4194                         }
4195
4196                         if (i == 1) {
4197                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4198                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4199                         }
4200                         if (i != 5) {
4201                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4202                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4203                         } else {
4204                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4205                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4206                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4207                                     off + chunksize / 2,
4208                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4209                         }
4210                         if (i == 1) {
4211                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4212                         }
4213                 }
4214                 dmu_tx_commit(tx);
4215
4216                 /*
4217                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4218                  */
4219                 {
4220                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4221                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4222
4223                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4224                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4225                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4226                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4227
4228                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4229                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4230
4231                         umem_free(packcheck, packsize);
4232                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4233                 }
4234                 if (i == 2) {
4235                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4236                 } else if (i == 3) {
4237                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4238                 }
4239         }
4240
4241         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4242         umem_free(packbuf, packsize);
4243         umem_free(bigbuf, bigsize);
4244         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4245 }
4246
4247 /* ARGSUSED */
4248 void
4249 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4250 {
4251         ztest_od_t od[1];
4252         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4253             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4254
4255         /*
4256          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4257          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4258          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4259          */
4260         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4261
4262         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4263                 return;
4264
4265         while (ztest_random(10) != 0)
4266                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4267 }
4268
4269 void
4270 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4271 {
4272         ztest_od_t od[1];
4273         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4274             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4275         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4276         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4277         void *data;
4278
4279         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4280
4281         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4282                 return;
4283
4284         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4285                 return;
4286
4287         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4288
4289         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4290
4291         while (ztest_random(count) != 0) {
4292                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4293                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4294                     data) != 0)
4295                         break;
4296                 while (ztest_random(4) != 0)
4297                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4298         }
4299
4300         umem_free(data, blocksize);
4301 }
4302
4303 /*
4304  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4305  */
4306 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4307 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4308 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4309
4310 void
4311 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4312 {
4313         objset_t *os = zd->zd_os;
4314         ztest_od_t od[1];
4315         uint64_t object;
4316         uint64_t txg, last_txg;
4317         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4318         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4319         int i, ints;
4320         dmu_tx_t *tx;
4321         char propname[100], txgname[100];
4322         int error;
4323         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4324
4325         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4326
4327         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4328                 return;
4329
4330         object = od[0].od_object;
4331
4332         /*
4333          * Generate a known hash collision, and verify that
4334          * we can lookup and remove both entries.
4335          */
4336         tx = dmu_tx_create(os);
4337         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4338         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4339         if (txg == 0)
4340                 return;
4341         for (i = 0; i < 2; i++) {
4342                 value[i] = i;
4343                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4344                     1, &value[i], tx));
4345         }
4346         for (i = 0; i < 2; i++) {
4347                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4348                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4349                 VERIFY3U(0, ==,
4350                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4351                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4352                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4353         }
4354         for (i = 0; i < 2; i++) {
4355                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4356         }
4357         dmu_tx_commit(tx);
4358
4359         /*
4360          * Generate a buch of random entries.
4361          */
4362         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4363
4364         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4365         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4366         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4367         bzero(value, sizeof (value));
4368         last_txg = 0;
4369
4370         /*
4371          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4372          */
4373         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4374         if (error == 0) {
4375                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4376                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4377
4378                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4379                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4380
4381                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4382                     &zl_ints) == 0);
4383
4384                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4385                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4386
4387                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4388                     zl_ints, value) == 0);
4389
4390                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4391                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4392                 }
4393         } else {
4394                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4395         }
4396
4397         /*
4398          * Atomically update two entries in our zap object.
4399          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4400          * in which the property was last updated.  The second
4401          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4402          * should be txg + object + n.
4403          */
4404         tx = dmu_tx_create(os);
4405         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4406         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4407         if (txg == 0)
4408                 return;
4409
4410         if (last_txg > txg)
4411                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4412
4413         for (i = 0; i < ints; i++)
4414                 value[i] = txg + object + i;
4415
4416         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4417             1, &txg, tx));
4418         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4419             ints, value, tx));
4420
4421         dmu_tx_commit(tx);
4422
4423         /*
4424          * Remove a random pair of entries.
4425          */
4426         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4427         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4428         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4429
4430         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4431
4432         if (error == ENOENT)
4433                 return;
4434
4435         ASSERT0(error);
4436
4437         tx = dmu_tx_create(os);
4438         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4439         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4440         if (txg == 0)
4441                 return;
4442         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4443         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4444         dmu_tx_commit(tx);
4445 }
4446
4447 /*
4448  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4449  */
4450 void
4451 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4452 {
4453         objset_t *os = zd->zd_os;
4454         ztest_od_t od[1];
4455         uint64_t object, txg;
4456
4457         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4458
4459         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4460                 return;
4461
4462         object = od[0].od_object;
4463
4464         /*
4465          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4466          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4467          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4468          */
4469         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4470                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4471                 uint64_t value = i;
4472                 dmu_tx_t *tx;
4473                 int error;
4474
4475                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4476                     id, value);
4477
4478                 tx = dmu_tx_create(os);
4479                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4480                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4481                 if (txg == 0)
4482                         return;
4483                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4484                     &value, tx);
4485                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4486                 dmu_tx_commit(tx);
4487         }
4488 }
4489
4490 /* ARGSUSED */
4491 void
4492 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4493 {
4494         objset_t *os = zd->zd_os;
4495         ztest_od_t od[1];
4496         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4497         dmu_tx_t *tx;
4498         int i, namelen, error;
4499         int micro = ztest_random(2);
4500         char name[20], string_value[20];
4501         void *data;
4502
4503         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4504
4505         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4506                 return;
4507
4508         object = od[0].od_object;
4509
4510         /*
4511          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4512          * x is a random printable character and the dots are dots.
4513          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4514          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4515          */
4516         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4517
4518         for (i = 0; i < 3; i++)
4519                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4520         for (; i < namelen - 1; i++)
4521                 name[i] = '.';
4522         name[i] = '\0';
4523
4524         if ((namelen & 1) || micro) {
4525                 wsize = sizeof (txg);
4526                 wc = 1;
4527                 data = &txg;
4528         } else {
4529                 wsize = 1;
4530                 wc = namelen;
4531                 data = string_value;
4532         }
4533
4534         count = -1ULL;
4535         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4536         ASSERT(count != -1ULL);
4537
4538         /*
4539          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4540          */
4541         i = ztest_random(5);
4542
4543         if (i >= 2) {
4544                 tx = dmu_tx_create(os);
4545                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4546                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4547                 if (txg == 0)
4548                         return;
4549                 bcopy(name, string_value, namelen);
4550         } else {
4551                 tx = NULL;
4552                 txg = 0;
4553                 bzero(string_value, namelen);
4554         }
4555
4556         switch (i) {
4557
4558         case 0:
4559                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4560                 if (error == 0) {
4561                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4562                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4563                 } else {
4564                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4565                 }
4566                 break;
4567
4568         case 1:
4569                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4570                 if (error == 0) {
4571                         if (data == string_value &&
4572                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4573                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4574                                     name, data, namelen);
4575                 } else {
4576                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4577                 }
4578                 break;
4579
4580         case 2:
4581                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4582                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4583                 break;
4584
4585         case 3:
4586                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4587                 break;
4588
4589         case 4:
4590                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4591                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4592                 break;
4593         }
4594
4595         if (tx != NULL)
4596                 dmu_tx_commit(tx);
4597 }
4598
4599 /*
4600  * Commit callback data.
4601  */
4602 typedef struct ztest_cb_data {
4603         list_node_t             zcd_node;
4604         uint64_t                zcd_txg;
4605         int                     zcd_expected_err;
4606         boolean_t               zcd_added;
4607         boolean_t               zcd_called;
4608         spa_t                   *zcd_spa;
4609 } ztest_cb_data_t;
4610
4611 /* This is the actual commit callback function */
4612 static void
4613 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4614 {
4615         ztest_cb_data_t *data = arg;
4616         uint64_t synced_txg;
4617
4618         VERIFY(data != NULL);
4619         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4620         VERIFY(!data->zcd_called);
4621
4622         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4623         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4624                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4625                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4626                     synced_txg);
4627
4628         data->zcd_called = B_TRUE;
4629
4630         if (error == ECANCELED) {
4631                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4632                 ASSERT(!data->zcd_added);
4633
4634                 /*
4635                  * The private callback data should be destroyed here, but
4636                  * since we are going to check the zcd_called field after
4637                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4638                  */
4639                 return;
4640         }
4641
4642         /* Was this callback added to the global callback list? */
4643         if (!data->zcd_added)
4644                 goto out;
4645
4646         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4647
4648         /* Remove our callback from the list */
4649         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4650         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4651         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4652
4653 out:
4654         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4655 }
4656
4657 /* Allocate and initialize callback data structure */
4658 static ztest_cb_data_t *
4659 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4660 {
4661         ztest_cb_data_t *cb_data;
4662
4663         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4664
4665         cb_data->zcd_txg = txg;
4666         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4667
4668         return (cb_data);
4669 }
4670
4671 /*
4672  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4673  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4674  * implementation bug.
4675  */
4676 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4677
4678 /*
4679  * Commit callback test.
4680  */
4681 void
4682 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4683 {
4684         objset_t *os = zd->zd_os;
4685         ztest_od_t od[1];
4686         dmu_tx_t *tx;
4687         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4688         uint64_t old_txg, txg;
4689         int i, error;
4690
4691         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4692
4693         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4694                 return;
4695
4696         tx = dmu_tx_create(os);
4697
4698         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4699         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4700
4701         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4702
4703         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4704         if (ztest_random(100) == 0)
4705                 error = -1;
4706
4707         if (!error)
4708                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4709
4710         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4711
4712         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4713         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4714         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4715
4716         if (error) {
4717                 /*
4718                  * It's not a strict requirement to call the registered
4719                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4720                  * it's supposed to happen in the current implementation
4721                  * so we will check for that.
4722                  */
4723                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4724                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4725                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4726                 }
4727
4728                 dmu_tx_abort(tx);
4729
4730                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4731                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4732                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4733                 }
4734
4735                 return;
4736         }
4737
4738         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4739         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4740
4741         /*
4742          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4743          */
4744         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4745             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4746
4747         if (old_txg > txg)
4748                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4749                     old_txg, txg);
4750
4751         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4752
4753         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4754
4755         /*
4756          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4757          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4758          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4759          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4760          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4761          * implementation.
4762          *
4763          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4764          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4765          * implementation bug..
4766          */
4767         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4768         if (tmp_cb != NULL &&
4769             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4770                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4771                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4772         }
4773
4774         /*
4775          * Let's find the place to insert our callbacks.
4776          *
4777          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4778          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4779          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4780          * (from other objsets) may have sneaked in.
4781          */
4782         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4783         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4784                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4785
4786         /* Add the 3 callbacks to the list */
4787         for (i = 0; i < 3; i++) {
4788                 if (tmp_cb == NULL)
4789                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4790                 else
4791                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4792                             cb_data[i]);
4793
4794                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4795                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4796
4797                 tmp_cb = cb_data[i];
4798         }
4799
4800         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4801
4802         dmu_tx_commit(tx);
4803 }
4804
4805 /* ARGSUSED */
4806 void
4807 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4808 {
4809         zfs_prop_t proplist[] = {
4810                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4811                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4812                 ZFS_PROP_COPIES,
4813                 ZFS_PROP_DEDUP
4814         };
4815
4816         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4817
4818         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4819                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4820                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4821
4822         rw_exit(&ztest_name_lock);
4823 }
4824
4825 /* ARGSUSED */
4826 void
4827 ztest_remap_blocks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4828 {
4829         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4830
4831         int error = dmu_objset_remap_indirects(zd->zd_name);
4832         if (error == ENOSPC)
4833                 error = 0;
4834         ASSERT0(error);
4835
4836         rw_exit(&ztest_name_lock);
4837 }
4838
4839 /* ARGSUSED */
4840 void
4841 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4842 {
4843         nvlist_t *props = NULL;
4844
4845         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4846
4847         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4848             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4849
4850         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4851
4852         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4853                 dump_nvlist(props, 4);
4854
4855         nvlist_free(props);
4856
4857         rw_exit(&ztest_name_lock);
4858 }
4859
4860 static int
4861 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4862 {
4863         nvlist_t *snaps, *holds;
4864         int error;
4865
4866         snaps = fnvlist_alloc();
4867         holds = fnvlist_alloc();
4868         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4869         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4870         fnvlist_free(holds);
4871         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4872         fnvlist_free(snaps);
4873         return (error);
4874 }
4875
4876 /*
4877  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4878  */
4879 void
4880 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4881 {
4882         int error;
4883         objset_t *os = zd->zd_os;
4884         objset_t *origin;
4885         char snapname[100];
4886         char fullname[100];
4887         char clonename[100];
4888         char tag[100];
4889         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4890         nvlist_t *holds;
4891
4892         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4893
4894         dmu_objset_name(os, osname);
4895
4896         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4897         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4898         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4899             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4900         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4901
4902         /*
4903          * Clean up from any previous run.
4904          */
4905         error = dsl_destroy_head(clonename);
4906         if (error != ENOENT)
4907                 ASSERT0(error);
4908         error = user_release_one(fullname, tag);
4909         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4910                 ASSERT0(error);
4911         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4912         if (error != ENOENT)
4913                 ASSERT0(error);
4914
4915         /*
4916          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4917          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4918          */
4919         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4920         if (error) {
4921                 if (error == ENOSPC) {
4922                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4923                         goto out;
4924                 }
4925                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4926         }
4927
4928         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4929         if (error) {
4930                 if (error == ENOSPC) {
4931                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4932                         goto out;
4933                 }
4934                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4935         }
4936
4937         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4938         if (error) {
4939                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4940                     fullname, error);
4941         }
4942
4943         error = dsl_destroy_head(clonename);
4944         if (error)
4945                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4946
4947         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4948         if (error != ENOENT)
4949                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4950
4951         /*
4952          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4953          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4954          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4955          */
4956         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4957         if (error) {
4958                 if (error == ENOSPC) {
4959                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4960                         goto out;
4961                 }
4962                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4963         }
4964
4965         holds = fnvlist_alloc();
4966         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4967         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4968         fnvlist_free(holds);
4969
4970         if (error == ENOSPC) {
4971                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4972                 goto out;
4973         } else if (error) {
4974                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4975                     fullname, tag, error);
4976         }
4977
4978         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4979         if (error != EBUSY) {
4980                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4981                     fullname, error);
4982         }
4983
4984         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4985         if (error) {
4986                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4987                     fullname, error);
4988         }
4989
4990         error = user_release_one(fullname, tag);
4991         if (error)
4992                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4993
4994         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4995
4996 out:
4997         rw_exit(&ztest_name_lock);
4998 }
4999
5000 /*
5001  * Inject random faults into the on-disk data.
5002  */
5003 /* ARGSUSED */
5004 void
5005 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5006 {
5007         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5008         spa_t *spa = ztest_spa;
5009         int fd;
5010         uint64_t offset;
5011         uint64_t leaves;
5012         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
5013         uint64_t top, leaf;
5014         char path0[MAXPATHLEN];
5015         char pathrand[MAXPATHLEN];
5016         size_t fsize;
5017         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5018         int iters = 1000;
5019         int maxfaults;
5020         int mirror_save;
5021         vdev_t *vd0 = NULL;
5022         uint64_t guid0 = 0;
5023         boolean_t islog = B_FALSE;
5024
5025         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5026
5027         /*
5028          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
5029          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
5030          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
5031          * blocks which may have already been damaged.
5032          */
5033         if (ztest_device_removal_active) {
5034                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5035                 return;
5036         }
5037
5038         maxfaults = MAXFAULTS();
5039         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5040         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5041         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5042
5043         ASSERT(leaves >= 1);
5044
5045         /*
5046          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5047          * which don't like to have their vdevs changed while
5048          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5049          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5050          */
5051         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5052
5053         /*
5054          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5055          */
5056         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5057
5058         if (ztest_random(2) == 0) {
5059                 /*
5060                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5061                  */
5062                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5063                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5064
5065                 /*
5066                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5067                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5068                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5069                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5070                  */
5071                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
5072                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5073                     top * leaves + zs->zs_splits);
5074                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
5075                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5076                     top * leaves + leaf);
5077
5078                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5079                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5080                         islog = B_TRUE;
5081
5082                 /*
5083                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5084                  * then we only allow faults on the device that is
5085                  * resilvering.
5086                  */
5087                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5088                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5089                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5090                         /*
5091                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5092                          * or unwriteable, or reach behind its back
5093                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5094                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5095                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5096                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5097                          * combination of this with injection of random data
5098                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5099                          */
5100                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5101
5102                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
5103                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
5104
5105                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5106                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5107                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5108                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5109                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5110                         } else {
5111                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5112                         }
5113                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5114                 }
5115         } else {
5116                 /*
5117                  * Inject errors on an l2cache device.
5118                  */
5119                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5120
5121                 if (sav->sav_count == 0) {
5122                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5123                         rw_exit(&ztest_name_lock);
5124                         return;
5125                 }
5126                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5127                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5128                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5129                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5130
5131                 leaf = 0;
5132                 leaves = 1;
5133                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5134         }
5135
5136         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5137         rw_exit(&ztest_name_lock);
5138
5139         /*
5140          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5141          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5142          */
5143         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5144                 if (ztest_random(10) < 6) {
5145                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5146                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5147
5148                         /*
5149                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5150                          * prevent a race between offlining a slog and
5151                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5152                          * grab a reference on the dataset which may cause
5153                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
5154                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5155                          */
5156                         if (islog)
5157                                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5158
5159                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5160
5161                         if (islog)
5162                                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5163                 } else {
5164                         /*
5165                          * Ideally we would like to be able to randomly
5166                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5167                          * to force unpredictable failures but the side
5168                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5169                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5170                          * prevent a race between injection testing and
5171                          * aux_vdev removal.
5172                          */
5173                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5174                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5175                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5176                 }
5177         }
5178
5179         if (maxfaults == 0)
5180                 return;
5181
5182         /*
5183          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5184          */
5185         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5186
5187         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
5188                 return;
5189
5190         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5191
5192         while (--iters != 0) {
5193                 /*
5194                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5195                  * we do not inject a given logical block with errors
5196                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5197                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5198                  *
5199                  * We divide each leaf into chunks of size
5200                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5201                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5202                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5203                  * The error injection ranges are separated by ranges
5204                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5205                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5206                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5207                  * a target in two different injection ranges (on different
5208                  * leaf vdevs).
5209                  *
5210                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5211                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5212                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5213                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5214                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5215                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5216                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5217                  */
5218                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5219                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5220                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5221
5222                 /*
5223                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5224                  *
5225                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5226                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5227                  * because we also damage (parts of) the other side of
5228                  * the mirror/raidz.
5229                  *
5230                  * Additionally, we will always have both an even and an
5231                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5232                  * middle of vdev_config_sync().
5233                  */
5234                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5235                         continue;
5236
5237                 /*
5238                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5239                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5240                  * sizeof (vdev_label_t).
5241                  */
5242                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5243                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5244                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5245                         continue;
5246
5247                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5248                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5249                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5250                         (void) close(fd);
5251                         return;
5252                 }
5253
5254                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5255                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5256                             offset, pathrand);
5257
5258                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5259
5260                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5261                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5262                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5263         }
5264
5265         (void) close(fd);
5266 }
5267
5268 /*
5269  * Verify that DDT repair works as expected.
5270  */
5271 void
5272 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5273 {
5274         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5275         spa_t *spa = ztest_spa;
5276         objset_t *os = zd->zd_os;
5277         ztest_od_t od[1];
5278         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5279         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5280         dmu_buf_t *db;
5281         dmu_tx_t *tx;
5282         abd_t *abd;
5283         blkptr_t blk;
5284         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5285
5286         blocksize = ztest_random_blocksize();
5287         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5288
5289         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5290
5291         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5292                 return;
5293
5294         /*
5295          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5296          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5297          */
5298         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5299
5300         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5301             B_FALSE) != 0 ||
5302             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5303             B_FALSE) != 0) {
5304                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5305                 return;
5306         }
5307
5308         dmu_objset_stats_t dds;
5309         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5310         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5311         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5312
5313         object = od[0].od_object;
5314         blocksize = od[0].od_blocksize;
5315         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5316
5317         ASSERT(object != 0);
5318
5319         tx = dmu_tx_create(os);
5320         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5321         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5322         if (txg == 0) {
5323                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5324                 return;
5325         }
5326
5327         /*
5328          * Write all the copies of our block.
5329          */
5330         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5331                 uint64_t offset = i * blocksize;
5332                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5333                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5334                 if (error != 0) {
5335                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5336                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5337                 }
5338                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5339                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5340                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5341                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5342                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5343                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5344                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5345         }
5346
5347         dmu_tx_commit(tx);
5348         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5349
5350         /*
5351          * Find out what block we got.
5352          */
5353         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5354             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5355         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5356         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5357
5358         /*
5359          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5360          */
5361         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5362         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5363         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5364
5365         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5366             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5367             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5368
5369         abd_free(abd);
5370
5371         rw_exit(&ztest_name_lock);
5372 }
5373
5374 /*
5375  * Scrub the pool.
5376  */
5377 /* ARGSUSED */
5378 void
5379 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5380 {
5381         spa_t *spa = ztest_spa;
5382
5383         /*
5384          * Scrub in progress by device removal.
5385          */
5386         if (ztest_device_removal_active)
5387                 return;
5388
5389         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5390         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5391         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5392 }
5393
5394 /*
5395  * Change the guid for the pool.
5396  */
5397 /* ARGSUSED */
5398 void
5399 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5400 {
5401         spa_t *spa = ztest_spa;
5402         uint64_t orig, load;
5403         int error;
5404
5405         orig = spa_guid(spa);
5406         load = spa_load_guid(spa);
5407
5408         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5409         error = spa_change_guid(spa);
5410         rw_exit(&ztest_name_lock);
5411
5412         if (error != 0)
5413                 return;
5414
5415         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5416                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5417                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5418         }
5419
5420         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5421         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5422 }
5423
5424 /*
5425  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5426  */
5427 /* ARGSUSED */
5428 void
5429 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5430 {
5431         char *oldname, *newname;
5432         spa_t *spa;
5433
5434         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5435
5436         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5437         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5438         (void) strcpy(newname, oldname);
5439         (void) strcat(newname, "_tmp");
5440
5441         /*
5442          * Do the rename
5443          */
5444         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5445
5446         /*
5447          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5448          */
5449         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5450
5451         /*
5452          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5453          */
5454         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5455
5456         ASSERT(spa == ztest_spa);
5457         spa_close(spa, FTAG);
5458
5459         /*
5460          * Rename it back to the original
5461          */
5462         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5463
5464         /*
5465          * Make sure it can still be opened
5466          */
5467         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5468
5469         ASSERT(spa == ztest_spa);
5470         spa_close(spa, FTAG);
5471
5472         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5473
5474         rw_exit(&ztest_name_lock);
5475 }
5476
5477 static vdev_t *
5478 ztest_random_concrete_vdev_leaf(vdev_t *vd)
5479 {
5480         if (vd == NULL)
5481                 return (NULL);
5482
5483         if (vd->vdev_children == 0)
5484                 return (vd);
5485
5486         vdev_t *eligible[vd->vdev_children];
5487         int eligible_idx = 0, i;
5488         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
5489                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[i];
5490                 if (cvd->vdev_top->vdev_removing)
5491                         continue;
5492                 if (cvd->vdev_children > 0 ||
5493                     (vdev_is_concrete(cvd) && !cvd->vdev_detached)) {
5494                         eligible[eligible_idx++] = cvd;
5495                 }
5496         }
5497         VERIFY(eligible_idx > 0);
5498
5499         uint64_t child_no = ztest_random(eligible_idx);
5500         return (ztest_random_concrete_vdev_leaf(eligible[child_no]));
5501 }
5502
5503 /* ARGSUSED */
5504 void
5505 ztest_initialize(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5506 {
5507         spa_t *spa = ztest_spa;
5508         int error = 0;
5509
5510         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5511
5512         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
5513
5514         /* Random leaf vdev */
5515         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
5516         if (rand_vd == NULL) {
5517                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5518                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5519                 return;
5520         }
5521
5522         /*
5523          * The random vdev we've selected may change as soon as we
5524          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
5525          * we're interested in.
5526          */
5527         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
5528         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
5529         boolean_t active = rand_vd->vdev_initialize_thread != NULL;
5530
5531         zfs_dbgmsg("vd %p, guid %llu", rand_vd, guid);
5532         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5533
5534         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_INITIALIZE_FUNCS);
5535         error = spa_vdev_initialize(spa, guid, cmd);
5536         switch (cmd) {
5537         case POOL_INITIALIZE_CANCEL:
5538                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5539                         (void) printf("Cancel initialize %s", path);
5540                         if (!active)
5541                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5542                         (void) printf("\n");
5543                 }
5544                 break;
5545         case POOL_INITIALIZE_DO:
5546                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5547                         (void) printf("Start initialize %s", path);
5548                         if (active && error == 0)
5549                                 (void) printf(" failed (already active)");
5550                         else if (error != 0)
5551                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
5552                         (void) printf("\n");
5553                 }
5554                 break;
5555         case POOL_INITIALIZE_SUSPEND:
5556                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5557                         (void) printf("Suspend initialize %s", path);
5558                         if (!active)
5559                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5560                         (void) printf("\n");
5561                 }
5562                 break;
5563         }
5564         free(path);
5565         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5566 }
5567
5568 /*
5569  * Verify pool integrity by running zdb.
5570  */
5571 static void
5572 ztest_run_zdb(char *pool)
5573 {
5574         int status;
5575         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5576         char zbuf[1024];
5577         char *bin;
5578         char *ztest;
5579         char *isa;
5580         int isalen;
5581         FILE *fp;
5582
5583         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5584
5585         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5586         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5587         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5588         isa = bin + 8;
5589         isalen = ztest - isa;
5590         isa = strdup(isa);
5591         /* LINTED */
5592         (void) sprintf(bin,
5593             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -G -d -U %s %s",
5594             isalen,
5595             isa,
5596             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5597             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5598             spa_config_path,
5599             pool);
5600         free(isa);
5601
5602         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5603                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5604
5605         fp = popen(zdb, "r");
5606         assert(fp != NULL);
5607
5608         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5609                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5610                         (void) printf("%s", zbuf);
5611
5612         status = pclose(fp);
5613
5614         if (status == 0)
5615                 return;
5616
5617         ztest_dump_core = 0;
5618         if (WIFEXITED(status))
5619                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5620         else
5621                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5622 }
5623
5624 static void
5625 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5626 {
5627         spa_t *spa = NULL;
5628
5629         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5630                 (void) printf("%s\n", header);
5631
5632         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5633         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5634                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5635                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5636         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5637 }
5638
5639 static void
5640 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5641 {
5642         nvlist_t *config, *newconfig;
5643         uint64_t pool_guid;
5644         spa_t *spa;
5645         int error;
5646
5647         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5648                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5649                     oldname, newname);
5650         }
5651
5652         /*
5653          * Clean up from previous runs.
5654          */
5655         (void) spa_destroy(newname);
5656
5657         /*
5658          * Get the pool's configuration and guid.
5659          */
5660         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5661
5662         /*
5663          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5664          */
5665         if (ztest_random(2) == 0)
5666                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5667
5668         pool_guid = spa_guid(spa);
5669         spa_close(spa, FTAG);
5670
5671         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5672
5673         /*
5674          * Export it.
5675          */
5676         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5677
5678         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5679
5680         /*
5681          * Try to import it.
5682          */
5683         newconfig = spa_tryimport(config);
5684         ASSERT(newconfig != NULL);
5685         nvlist_free(newconfig);
5686
5687         /*
5688          * Import it under the new name.
5689          */
5690         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5691         if (error != 0) {
5692                 dump_nvlist(config, 0);
5693                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5694                     oldname, newname, error);
5695         }
5696
5697         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5698
5699         /*
5700          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5701          */
5702         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5703
5704         /*
5705          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5706          */
5707         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5708
5709         /*
5710          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5711          */
5712         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5713
5714         /*
5715          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5716          */
5717         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5718         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5719         spa_close(spa, FTAG);
5720
5721         nvlist_free(config);
5722 }
5723
5724 static void
5725 ztest_resume(spa_t *spa)
5726 {
5727         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5728                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5729         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5730         vdev_clear(spa, NULL);
5731         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5732         (void) zio_resume(spa);
5733 }
5734
5735 static void *
5736 ztest_resume_thread(void *arg)
5737 {
5738         spa_t *spa = arg;
5739
5740         while (!ztest_exiting) {
5741                 if (spa_suspended(spa))
5742                         ztest_resume(spa);
5743                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5744
5745                 /*
5746                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
5747                  */
5748                 if (ztest_random(10) == 0)
5749                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
5750
5751                 /*
5752                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
5753                  */
5754                 if (ztest_random(10) == 0)
5755                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
5756         }
5757         return (NULL);
5758 }
5759
5760 static void *
5761 ztest_deadman_thread(void *arg)
5762 {
5763         ztest_shared_t *zs = arg;
5764         spa_t *spa = ztest_spa;
5765         hrtime_t delta, total = 0;
5766
5767         for (;;) {
5768                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5769                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5770
5771                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5772
5773                 /*
5774                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5775                  * check to see if the pool is making any progress. If
5776                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5777                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5778                  */
5779                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5780                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5781                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5782                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5783                         return (NULL);
5784                 }
5785                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5786
5787                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5788                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5789                     total);
5790         }
5791 }
5792
5793 static void
5794 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5795 {
5796         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5797         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5798         hrtime_t functime = gethrtime();
5799
5800         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5801                 zi->zi_func(zd, id);
5802
5803         functime = gethrtime() - functime;
5804
5805         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5806         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5807
5808         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5809                 Dl_info dli;
5810                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5811                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5812                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5813         }
5814 }
5815
5816 static void *
5817 ztest_thread(void *arg)
5818 {
5819         int rand;
5820         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5821         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5822         uint64_t call_next;
5823         hrtime_t now;
5824         ztest_info_t *zi;
5825         ztest_shared_callstate_t *zc;
5826
5827         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5828                 /*
5829                  * See if it's time to force a crash.
5830                  */
5831                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5832                         ztest_kill(zs);
5833
5834                 /*
5835                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5836                  */
5837                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5838                         break;
5839
5840                 /*
5841                  * Pick a random function to execute.
5842                  */
5843                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5844                 zi = &ztest_info[rand];
5845                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5846                 call_next = zc->zc_next;
5847
5848                 if (now >= call_next &&
5849                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5850                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5851                         ztest_execute(rand, zi, id);
5852                 }
5853         }
5854
5855         return (NULL);
5856 }
5857
5858 static void
5859 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5860 {
5861         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5862 }
5863
5864 static void
5865 ztest_dataset_destroy(int d)
5866 {
5867         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5868
5869         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5870
5871         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5872                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5873
5874         /*
5875          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5876          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5877          * so there may be more than one thing to clean up.
5878          */
5879         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5880             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5881                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5882         }
5883
5884         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5885             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5886 }
5887
5888 static void
5889 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5890 {
5891         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5892
5893         /*
5894          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5895          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5896          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5897          * If not, we have an object leak.
5898          *
5899          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5900          * when the open-context and syncing-context values agree.
5901          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5902          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5903          */
5904         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5905         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5906         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5907 }
5908
5909 static int
5910 ztest_dataset_open(int d)
5911 {
5912         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5913         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5914         objset_t *os;
5915         zilog_t *zilog;
5916         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5917         int error;
5918
5919         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5920
5921         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5922
5923         error = ztest_dataset_create(name);
5924         if (error == ENOSPC) {
5925                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5926                 ztest_record_enospc(FTAG);
5927                 return (error);
5928         }
5929         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5930
5931         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5932         rw_exit(&ztest_name_lock);
5933
5934         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5935
5936         zilog = zd->zd_zilog;
5937
5938         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5939             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5940                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5941                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5942
5943         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5944
5945         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5946
5947         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5948
5949         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5950                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5951                     zd->zd_name,
5952                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5953                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5954                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5955
5956         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5957
5958         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5959             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5960                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5961                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5962
5963         return (0);
5964 }
5965
5966 static void
5967 ztest_dataset_close(int d)
5968 {
5969         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5970
5971         zil_close(zd->zd_zilog);
5972         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5973
5974         ztest_zd_fini(zd);
5975 }
5976
5977 /*
5978  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5979  */
5980 static void
5981 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5982 {
5983         thread_t *tid;
5984         spa_t *spa;
5985         objset_t *os;
5986         thread_t resume_tid;
5987         int error;
5988
5989         ztest_exiting = B_FALSE;
5990
5991         /*
5992          * Initialize parent/child shared state.
5993          */
5994         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
5995         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
5996         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
5997
5998         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5999         zs->zs_thread_stop =
6000             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6001         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6002         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6003         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6004                 zs->zs_thread_kill -=
6005                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6006         }
6007
6008         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6009
6010         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6011             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6012
6013         /*
6014          * Open our pool.
6015          */
6016         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6017         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6018         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6019         ztest_spa = spa;
6020
6021         dmu_objset_stats_t dds;
6022         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6023             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6024         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6025         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6026         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6027         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6028         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6029
6030         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6031
6032         /*
6033          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6034          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6035          * the only valid replica.
6036          */
6037         if (MAXFAULTS() == 0)
6038                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6039         else
6040                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6041
6042         /*
6043          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6044          */
6045         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
6046             &resume_tid) == 0);
6047
6048         /*
6049          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
6050          */
6051         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
6052             NULL) == 0);
6053
6054         /*
6055          * Verify that we can safely inquire about any object,
6056          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6057          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6058          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6059          */
6060         for (int t = 0; t < 64; t++) {
6061                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
6062                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6063                             (1ULL << t) + d, NULL);
6064                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6065                             error == EINVAL);
6066                 }
6067         }
6068
6069         /*
6070          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6071          */
6072         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6073                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6074                 ztest_dataset_destroy(d);
6075         }
6076         zs->zs_enospc_count = 0;
6077
6078         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
6079             UMEM_NOFAIL);
6080
6081         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6082                 (void) printf("starting main threads...\n");
6083
6084         /*
6085          * Kick off all the tests that run in parallel.
6086          */
6087         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6088                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6089                     ztest_dataset_open(t) != 0)
6090                         return;
6091                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
6092                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
6093         }
6094
6095         /*
6096          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6097          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6098          */
6099         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6100                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
6101                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6102                         ztest_dataset_close(t);
6103         }
6104
6105         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6106
6107         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6108         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6109         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
6110
6111         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
6112
6113         /* Kill the resume thread */
6114         ztest_exiting = B_TRUE;
6115         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
6116         ztest_resume(spa);
6117
6118         /*
6119          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6120          * spa_close() should wait for it to complete.
6121          */
6122         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++) {
6123                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6124                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6125         }
6126
6127         spa_close(spa, FTAG);
6128
6129         /*
6130          * Verify that we can loop over all pools.
6131          */
6132         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6133         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6134                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6135                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6136         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6137
6138         /*
6139          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6140          * different name.
6141          */
6142         if (ztest_random(2) == 0) {
6143                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6144                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6145                     ztest_opts.zo_pool);
6146                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6147                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6148         }
6149
6150         kernel_fini();
6151
6152         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6153
6154         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6155
6156         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6157         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6158         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6159 }
6160
6161 static void
6162 ztest_freeze(void)
6163 {
6164         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6165         spa_t *spa;
6166         int numloops = 0;
6167
6168         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6169                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6170
6171         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6172         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6173         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6174         ztest_spa = spa;
6175
6176         /*
6177          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6178          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6179          * the log chain won't be anchored.
6180          */
6181         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6182                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6183                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6184         }
6185
6186         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6187
6188         /*
6189          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6190          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6191          */
6192         spa_freeze(spa);
6193
6194         /*
6195          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6196          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6197          * capacity.
6198          */
6199         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6200
6201         /*
6202          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6203          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6204          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6205          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6206          * The ZIL should be OK with that.
6207          *
6208          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6209          * not run out of space on the pool.
6210          */
6211         while (ztest_random(10) != 0 &&
6212             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6213             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6214                 ztest_od_t od;
6215                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
6216                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6217                 ztest_io(zd, od.od_object,
6218                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6219                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6220         }
6221
6222         /*
6223          * Commit all of the changes we just generated.
6224          */
6225         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6226         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6227
6228         /*
6229          * Close our dataset and close the pool.
6230          */
6231         ztest_dataset_close(0);
6232         spa_close(spa, FTAG);
6233         kernel_fini();
6234
6235         /*
6236          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6237          */
6238         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6239         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6240         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6241         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6242         ztest_dataset_close(0);
6243
6244         ztest_spa = spa;
6245         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6246         ztest_reguid(NULL, 0);
6247
6248         spa_close(spa, FTAG);
6249         kernel_fini();
6250 }
6251
6252 void
6253 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6254 {
6255         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6256         hrtime_t m = s / 60;
6257         hrtime_t h = m / 60;
6258         hrtime_t d = h / 24;
6259
6260         s -= m * 60;
6261         m -= h * 60;
6262         h -= d * 24;
6263
6264         timebuf[0] = '\0';
6265
6266         if (d)
6267                 (void) sprintf(timebuf,
6268                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6269         else if (h)
6270                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6271         else if (m)
6272                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6273         else
6274                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6275 }
6276
6277 static nvlist_t *
6278 make_random_props()
6279 {
6280         nvlist_t *props;
6281
6282         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6283         if (ztest_random(2) == 0)
6284                 return (props);
6285         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6286
6287         return (props);
6288 }
6289
6290 /*
6291  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6292  * Then test spa_freeze() functionality.
6293  */
6294 static void
6295 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6296 {
6297         spa_t *spa;
6298         nvlist_t *nvroot, *props;
6299
6300         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6301         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6302         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6303
6304         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6305
6306         /*
6307          * Create the storage pool.
6308          */
6309         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6310         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6311         zs->zs_splits = 0;
6312         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6313         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6314             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6315         props = make_random_props();
6316         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6317                 char buf[1024];
6318                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
6319                     spa_feature_table[i].fi_uname);
6320                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6321         }
6322         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6323         nvlist_free(nvroot);
6324         nvlist_free(props);
6325
6326         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6327         zs->zs_metaslab_sz =
6328             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6329
6330         spa_close(spa, FTAG);
6331
6332         kernel_fini();
6333
6334         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6335
6336         ztest_freeze();
6337
6338         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6339
6340         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6341         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6342         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6343 }
6344
6345 static void
6346 setup_data_fd(void)
6347 {
6348         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6349
6350         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6351         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6352         (void) unlink(ztest_name_data);
6353 }
6354
6355
6356 static int
6357 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6358 {
6359         int size;
6360
6361         size = hdr->zh_hdr_size;
6362         size += hdr->zh_opts_size;
6363         size += hdr->zh_size;
6364         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6365         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6366
6367         return (size);
6368 }
6369
6370 static void
6371 setup_hdr(void)
6372 {
6373         int size;
6374         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6375
6376         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6377             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6378         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6379
6380         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6381
6382         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6383         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6384         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6385         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6386         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6387         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6388         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6389
6390         size = shared_data_size(hdr);
6391         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6392
6393         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6394 }
6395
6396 static void
6397 setup_data(void)
6398 {
6399         int size, offset;
6400         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6401         uint8_t *buf;
6402
6403         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6404             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6405         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6406
6407         size = shared_data_size(hdr);
6408
6409         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6410         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6411             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6412         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6413         buf = (uint8_t *)hdr;
6414
6415         offset = hdr->zh_hdr_size;
6416         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6417         offset += hdr->zh_opts_size;
6418         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6419         offset += hdr->zh_size;
6420         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6421         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6422         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6423 }
6424
6425 static boolean_t
6426 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6427 {
6428         pid_t pid;
6429         int status;
6430         char *cmdbuf = NULL;
6431
6432         pid = fork();
6433
6434         if (cmd == NULL) {
6435                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6436                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6437                 cmd = cmdbuf;
6438         }
6439
6440         if (pid == -1)
6441                 fatal(1, "fork failed");
6442
6443         if (pid == 0) { /* child */
6444                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6445                 char fd_data_str[12];
6446
6447                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6448                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6449
6450                 (void) close(ztest_fd_rand);
6451                 VERIFY3U(11, >=,
6452                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6453                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6454
6455                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6456                 if (libpath != NULL)
6457                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6458 #ifdef illumos
6459                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6460 #else
6461                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6462 #endif
6463                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6464                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6465         }
6466
6467         if (cmdbuf != NULL) {
6468                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6469                 cmd = NULL;
6470         }
6471
6472         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6473                 continue;
6474         if (statusp != NULL)
6475                 *statusp = status;
6476
6477         if (WIFEXITED(status)) {
6478                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6479                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6480                             WEXITSTATUS(status));
6481                         exit(2);
6482                 }
6483                 return (B_FALSE);
6484         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6485                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6486                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6487                             WTERMSIG(status));
6488                         exit(3);
6489                 }
6490                 return (B_TRUE);
6491         } else {
6492                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6493                 exit(4);
6494                 /* NOTREACHED */
6495         }
6496 }
6497
6498 static void
6499 ztest_run_init(void)
6500 {
6501         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6502
6503         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6504
6505         /*
6506          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6507          */
6508         (void) remove(spa_config_path);
6509
6510         /*
6511          * Create and initialize our storage pool.
6512          */
6513         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6514                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6515                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6516                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6517                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6518                 }
6519                 ztest_init(zs);
6520         }
6521 }
6522
6523 int
6524 main(int argc, char **argv)
6525 {
6526         int kills = 0;
6527         int iters = 0;
6528         int older = 0;
6529         int newer = 0;
6530         ztest_shared_t *zs;
6531         ztest_info_t *zi;
6532         ztest_shared_callstate_t *zc;
6533         char timebuf[100];
6534         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
6535         spa_t *spa;
6536         char *cmd;
6537         boolean_t hasalt;
6538         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6539
6540         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6541
6542         dprintf_setup(&argc, argv);
6543         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6544         /*
6545          * As two-word space map entries may not come up often (especially
6546          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
6547          * of them so the feature get tested.
6548          */
6549         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
6550
6551         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6552         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6553
6554         if (!fd_data_str) {
6555                 process_options(argc, argv);
6556
6557                 setup_data_fd();
6558                 setup_hdr();
6559                 setup_data();
6560                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6561                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6562         } else {
6563                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6564                 setup_data();
6565                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6566         }
6567         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6568
6569         /* Override location of zpool.cache */
6570         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6571             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6572
6573         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6574             UMEM_NOFAIL);
6575         zs = ztest_shared;
6576
6577         if (fd_data_str) {
6578                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
6579                 metaslab_df_alloc_threshold =
6580                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6581
6582                 if (zs->zs_do_init)
6583                         ztest_run_init();
6584                 else
6585                         ztest_run(zs);
6586                 exit(0);
6587         }
6588
6589         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6590
6591         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6592                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6593                     " %llu seconds...\n",
6594                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6595                     ztest_opts.zo_datasets,
6596                     ztest_opts.zo_threads,
6597                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6598         }
6599
6600         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6601         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6602
6603         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6604         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6605                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6606                         (void) printf("Executing older ztest for "
6607                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6608                 }
6609                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6610                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6611         } else {
6612                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6613         }
6614         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6615
6616         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6617         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6618
6619         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6620                 zi = &ztest_info[f];
6621                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6622                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6623                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6624                 else
6625                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6626                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6627         }
6628
6629         /*
6630          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6631          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6632          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6633          */
6634         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6635                 int status;
6636                 boolean_t killed;
6637
6638                 /*
6639                  * Initialize the workload counters for each function.
6640                  */
6641                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6642                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6643                         zc->zc_count = 0;
6644                         zc->zc_time = 0;
6645                 }
6646
6647                 /* Set the allocation switch size */
6648                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6649                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6650
6651                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6652                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6653                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6654                                     cmd);
6655                         }
6656                         newer++;
6657                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6658                 } else {
6659                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6660                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6661                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6662                         }
6663                         older++;
6664                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6665                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6666                 }
6667
6668                 if (killed)
6669                         kills++;
6670                 iters++;
6671
6672                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6673                         hrtime_t now = gethrtime();
6674
6675                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6676                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6677                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
6678
6679                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6680                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6681                             iters,
6682                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6683                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6684                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6685                             numbuf,
6686                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6687                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6688                 }
6689
6690                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6691                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6692                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6693                             "Calls", "Time", "Function");
6694                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6695                             "-----", "----", "--------");
6696                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6697                                 Dl_info dli;
6698
6699                                 zi = &ztest_info[f];
6700                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6701                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6702                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6703                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6704                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6705                                     dli.dli_sname);
6706                         }
6707                         (void) printf("\n");
6708                 }
6709
6710                 /*
6711                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6712                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6713                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6714                  */
6715                 kernel_init(FREAD);
6716                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6717                         spa_close(spa, FTAG);
6718                 } else {
6719                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6720                         kernel_fini();
6721                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6722                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6723                             ztest_opts.zo_pool);
6724                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6725                 }
6726                 kernel_fini();
6727
6728                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6729         }
6730
6731         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6732                 if (hasalt) {
6733                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6734                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6735                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6736                             cmd);
6737                 }
6738                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6739                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6740         }
6741
6742         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6743
6744         return (0);
6745 }