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, 2018 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 (c) 2017, Intel Corporation.
  30  * Copyright 2017 RackTop Systems.
  31  */
  32
  33 /*
  34  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  35  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  36  *
  37  * The overall design of the ztest program is as follows:
  38  *
  39  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  40  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  41  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  42  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  43  *
  44  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  45  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  46  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  47  *
  48  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  49  *     verify that self-healing data really works.
  50  *
  51  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  52  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  53  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  54  *
  55  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  56  *     we run the entire test in a child of the main process.
  57  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  58  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  59  *     The parent then runs the test again, using the existing
  60  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  61  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  62  *     of ztest after a SIGKILL.
  63  *
  64  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  65  *     many of the functional tests record the transaction group number
  66  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  67  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  68  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  69  *
  70  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  71  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  72  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  73  *
  74  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  75  *
  76  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  77  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  78  *
  79  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  80  *
  81  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  82  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  83  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  84  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  85  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  86  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  87  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  88  */
  89
  90 #include <sys/zfs_context.h>
  91 #include <sys/spa.h>
  92 #include <sys/dmu.h>
  93 #include <sys/txg.h>
  94 #include <sys/dbuf.h>
  95 #include <sys/zap.h>
  96 #include <sys/dmu_objset.h>
  97 #include <sys/poll.h>
  98 #include <sys/stat.h>
  99 #include <sys/time.h>
 100 #include <sys/wait.h>
 101 #include <sys/mman.h>
 102 #include <sys/resource.h>
 103 #include <sys/zio.h>
 104 #include <sys/zil.h>
 105 #include <sys/zil_impl.h>
 106 #include <sys/vdev_impl.h>
 107 #include <sys/vdev_file.h>
 108 #include <sys/vdev_initialize.h>
 109 #include <sys/spa_impl.h>
 110 #include <sys/metaslab_impl.h>
 111 #include <sys/dsl_prop.h>
 112 #include <sys/dsl_dataset.h>
 113 #include <sys/dsl_destroy.h>
 114 #include <sys/dsl_scan.h>
 115 #include <sys/zio_checksum.h>
 116 #include <sys/refcount.h>
 117 #include <sys/zfeature.h>
 118 #include <sys/dsl_userhold.h>
 119 #include <sys/abd.h>
 120 #include <stdio.h>
 121 #include <stdio_ext.h>
 122 #include <stdlib.h>
 123 #include <unistd.h>
 124 #include <signal.h>
 125 #include <umem.h>
 126 #include <dlfcn.h>
 127 #include <ctype.h>
 128 #include <math.h>
 129 #include <errno.h>
 130 #include <sys/fs/zfs.h>
 131 #include <libnvpair.h>
 132 #include <libzfs.h>
 133 #include <libcmdutils.h>
 134
 135 static int ztest_fd_data = -1;
 136 static int ztest_fd_rand = -1;
 137
 138 typedef struct ztest_shared_hdr {
 139         uint64_t        zh_hdr_size;
 140         uint64_t        zh_opts_size;
 141         uint64_t        zh_size;
 142         uint64_t        zh_stats_size;
 143         uint64_t        zh_stats_count;
 144         uint64_t        zh_ds_size;
 145         uint64_t        zh_ds_count;
 146 } ztest_shared_hdr_t;
 147
 148 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 149
 150 enum ztest_class_state {
 151         ZTEST_VDEV_CLASS_OFF,
 152         ZTEST_VDEV_CLASS_ON,
 153         ZTEST_VDEV_CLASS_RND
 154 };
 155
 156 typedef struct ztest_shared_opts {
 157         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 158         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 159         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 160         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 161         uint64_t zo_vdevs;
 162         uint64_t zo_vdevtime;
 163         size_t zo_vdev_size;
 164         int zo_ashift;
 165         int zo_mirrors;
 166         int zo_raidz;
 167         int zo_raidz_parity;
 168         int zo_datasets;
 169         int zo_threads;
 170         uint64_t zo_passtime;
 171         uint64_t zo_killrate;
 172         int zo_verbose;
 173         int zo_init;
 174         uint64_t zo_time;
 175         uint64_t zo_maxloops;
 176         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
 177         int zo_mmp_test;
 178         int zo_special_vdevs;
 179 } ztest_shared_opts_t;
 180
 181 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 182         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 183         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 184         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 185         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 186         .zo_vdevs = 5,
 187         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 188         .zo_mirrors = 2,
 189         .zo_raidz = 4,
 190         .zo_raidz_parity = 1,
 191         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
 192         .zo_datasets = 7,
 193         .zo_threads = 23,
 194         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 195         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 196         .zo_verbose = 0,
 197         .zo_mmp_test = 0,
 198         .zo_init = 1,
 199         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 200         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 201         .zo_metaslab_force_ganging = 32 << 10,
 202         .zo_special_vdevs = ZTEST_VDEV_CLASS_RND,
 203 };
 204
 205 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
 206 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 207 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 208 extern int metaslab_preload_limit;
 209 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 210 extern boolean_t zfs_abd_scatter_enabled;
 211 extern int dmu_object_alloc_chunk_shift;
 212 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
 213 extern unsigned long zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction;
 214
 215 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 216 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 217
 218 typedef struct ztest_shared_ds {
 219         uint64_t        zd_seq;
 220 } ztest_shared_ds_t;
 221
 222 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 223 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 224
 225 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 226 #define MAXFAULTS() \
 227         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 228
 229 enum ztest_io_type {
 230         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 231         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 232         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 233         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 234         ZTEST_IO_SETATTR,
 235         ZTEST_IO_REWRITE,
 236         ZTEST_IO_TYPES
 237 };
 238
 239 typedef struct ztest_block_tag {
 240         uint64_t        bt_magic;
 241         uint64_t        bt_objset;
 242         uint64_t        bt_object;
 243         uint64_t        bt_dnodesize;
 244         uint64_t        bt_offset;
 245         uint64_t        bt_gen;
 246         uint64_t        bt_txg;
 247         uint64_t        bt_crtxg;
 248 } ztest_block_tag_t;
 249
 250 typedef struct bufwad {
 251         uint64_t        bw_index;
 252         uint64_t        bw_txg;
 253         uint64_t        bw_data;
 254 } bufwad_t;
 255
 256 /*
 257  * It would be better to use a rangelock_t per object.  Unfortunately
 258  * the rangelock_t is not a drop-in replacement for rl_t, because we
 259  * still need to map from object ID to rangelock_t.
 260  */
 261 typedef enum {
 262         RL_READER,
 263         RL_WRITER,
 264         RL_APPEND
 265 } rl_type_t;
 266
 267 typedef struct rll {
 268         void            *rll_writer;
 269         int             rll_readers;
 270         kmutex_t        rll_lock;
 271         kcondvar_t      rll_cv;
 272 } rll_t;
 273
 274 typedef struct rl {
 275         uint64_t        rl_object;
 276         uint64_t        rl_offset;
 277         uint64_t        rl_size;
 278         rll_t           *rl_lock;
 279 } rl_t;
 280
 281 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 282 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 283
 284 /*
 285  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 286  */
 287 typedef struct ztest_od {
 288         uint64_t        od_dir;
 289         uint64_t        od_object;
 290         dmu_object_type_t od_type;
 291         dmu_object_type_t od_crtype;
 292         uint64_t        od_blocksize;
 293         uint64_t        od_crblocksize;
 294         uint64_t        od_crdnodesize;
 295         uint64_t        od_gen;
 296         uint64_t        od_crgen;
 297         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 298 } ztest_od_t;
 299
 300 /*
 301  * Per-dataset state.
 302  */
 303 typedef struct ztest_ds {
 304         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 305         objset_t        *zd_os;
 306         krwlock_t       zd_zilog_lock;
 307         zilog_t         *zd_zilog;
 308         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 309         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 310         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 311         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 312         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 313 } ztest_ds_t;
 314
 315 /*
 316  * Per-iteration state.
 317  */
 318 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 319
 320 typedef struct ztest_info {
 321         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 322         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 323         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 324 } ztest_info_t;
 325
 326 typedef struct ztest_shared_callstate {
 327         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 328         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 329         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 330 } ztest_shared_callstate_t;
 331
 332 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 333 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 334
 335 /*
 336  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 337  */
 338 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 339 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 340 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 341 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
 342 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 343 ztest_func_t ztest_zap;
 344 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 345 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 346 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 347 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 348 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 349 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 350 ztest_func_t ztest_fzap;
 351 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 352 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 353 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 354 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 355 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 356 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 357 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 358 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
 359 ztest_func_t ztest_scrub;
 360 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 361 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 362 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 363 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 364 ztest_func_t ztest_vdev_class_add;
 365 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 366 ztest_func_t ztest_split_pool;
 367 ztest_func_t ztest_reguid;
 368 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 369 ztest_func_t ztest_device_removal;
 370 ztest_func_t ztest_remap_blocks;
 371 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
 372 ztest_func_t ztest_initialize;
 373 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
 374
 375 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 376 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 377 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 378 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 379 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 380
 381 ztest_info_t ztest_info[] = {
 382         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 383         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 384         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 385         { ztest_dmu_object_next_chunk,          1,      &zopt_sometimes },
 386         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 387         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 388         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 389         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 390         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 391         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 392         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 393         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 394         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 395         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 396 #if 0
 397         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 398 #endif
 399         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 400         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 401         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 402         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_incessant },
 403         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 404         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 405         { ztest_mmp_enable_disable,             1,      &zopt_sometimes },
 406         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 407         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_often     },
 408         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 409         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 410         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_incessant },
 411         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 412         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 413             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 414         { ztest_vdev_class_add,                 1,
 415             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 416         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 417             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 418         { ztest_device_removal,                 1,      &zopt_sometimes },
 419         { ztest_remap_blocks,                   1,      &zopt_sometimes },
 420         { ztest_spa_checkpoint_create_discard,  1,      &zopt_rarely    },
 421         { ztest_initialize,                     1,      &zopt_sometimes },
 422         { ztest_verify_dnode_bt,                1,      &zopt_sometimes }
 423 };
 424
 425 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 426
 427 /*
 428  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 429  * The callbacks are ordered by txg number.
 430  */
 431 typedef struct ztest_cb_list {
 432         kmutex_t zcl_callbacks_lock;
 433         list_t  zcl_callbacks;
 434 } ztest_cb_list_t;
 435
 436 /*
 437  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 438  */
 439 typedef struct ztest_shared {
 440         boolean_t       zs_do_init;
 441         hrtime_t        zs_proc_start;
 442         hrtime_t        zs_proc_stop;
 443         hrtime_t        zs_thread_start;
 444         hrtime_t        zs_thread_stop;
 445         hrtime_t        zs_thread_kill;
 446         uint64_t        zs_enospc_count;
 447         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 448         uint64_t        zs_vdev_aux;
 449         uint64_t        zs_alloc;
 450         uint64_t        zs_space;
 451         uint64_t        zs_splits;
 452         uint64_t        zs_mirrors;
 453         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 454         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 455         uint64_t        zs_guid;
 456 } ztest_shared_t;
 457
 458 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 459
 460 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 461 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 462 ztest_shared_t *ztest_shared;
 463
 464 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 465 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 466
 467 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 468 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
 469 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
 470
 471 /*
 472  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 473  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 474  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 475  * namespace does not change while the lock is held.
 476  */
 477 static krwlock_t ztest_name_lock;
 478
 479 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 480 static boolean_t ztest_exiting;
 481
 482 /* Global commit callback list */
 483 static ztest_cb_list_t zcl;
 484
 485 enum ztest_object {
 486         ZTEST_META_DNODE = 0,
 487         ZTEST_DIROBJ,
 488         ZTEST_OBJECTS
 489 };
 490
 491 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 492
 493 /*
 494  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 495  * debugging facilities.
 496  */
 497 const char *
 498 _umem_debug_init()
 499 {
 500         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 501 }
 502
 503 const char *
 504 _umem_logging_init(void)
 505 {
 506         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 507 }
 508
 509 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 510
 511 char *fatal_msg;
 512
 513 static void
 514 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 515 {
 516         va_list args;
 517         int save_errno = errno;
 518         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 519
 520         (void) fflush(stdout);
 521
 522         va_start(args, message);
 523         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 524         /* LINTED */
 525         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 526         va_end(args);
 527         if (do_perror) {
 528                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 529                     ": %s", strerror(save_errno));
 530         }
 531         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 532         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 533         if (ztest_dump_core)
 534                 abort();
 535         exit(3);
 536 }
 537
 538 static int
 539 str2shift(const char *buf)
 540 {
 541         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 542         int i;
 543
 544         if (buf[0] == '\0')
 545                 return (0);
 546         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 547                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 548                         break;
 549         }
 550         if (i == strlen(ends)) {
 551                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 552                     buf);
 553                 usage(B_FALSE);
 554         }
 555         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 556                 return (10*i);
 557         }
 558         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 559         usage(B_FALSE);
 560         /* NOTREACHED */
 561 }
 562
 563 static uint64_t
 564 nicenumtoull(const char *buf)
 565 {
 566         char *end;
 567         uint64_t val;
 568
 569         val = strtoull(buf, &end, 0);
 570         if (end == buf) {
 571                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 572                 usage(B_FALSE);
 573         } else if (end[0] == '.') {
 574                 double fval = strtod(buf, &end);
 575                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 576                 if (fval > UINT64_MAX) {
 577                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 578                             buf);
 579                         usage(B_FALSE);
 580                 }
 581                 val = (uint64_t)fval;
 582         } else {
 583                 int shift = str2shift(end);
 584                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 585                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 586                             buf);
 587                         usage(B_FALSE);
 588                 }
 589                 val <<= shift;
 590         }
 591         return (val);
 592 }
 593
 594 static void
 595 usage(boolean_t requested)
 596 {
 597         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 598
 599         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
 600         char nice_force_ganging[NN_NUMBUF_SZ];
 601         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 602
 603         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
 604         nicenum(zo->zo_metaslab_force_ganging, nice_force_ganging,
 605             sizeof (nice_force_ganging));
 606
 607         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 608             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 609             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 610             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 611             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 612             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 613             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 614             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 615             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 616             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 617             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 618             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 619             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 620             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 621             "\t[-M] Multi-host simulate pool imported on remote host\n"
 622             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 623             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 624             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 625             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 626             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 627             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 628             "\t[-C vdev class state (default: random)] special=on|off|random\n"
 629             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
 630             "\t    32-bit integer value\n"
 631             "\t[-h] (print help)\n"
 632             "",
 633             zo->zo_pool,
 634             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 635             nice_vdev_size,                             /* -s */
 636             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 637             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 638             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 639             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 640             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 641             zo->zo_threads,                             /* -t */
 642             nice_force_ganging,                         /* -g */
 643             zo->zo_init,                                /* -i */
 644             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 645             zo->zo_pool,                                /* -p */
 646             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 647             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 648             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 649             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 650         exit(requested ? 0 : 1);
 651 }
 652
 653
 654 static void
 655 ztest_parse_name_value(const char *input, ztest_shared_opts_t *zo)
 656 {
 657         char name[32];
 658         char *value;
 659         int state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 660
 661         (void) strlcpy(name, input, sizeof (name));
 662
 663         value = strchr(name, '=');
 664         if (value == NULL) {
 665                 (void) fprintf(stderr, "missing value in property=value "
 666                     "'-C' argument (%s)\n", input);
 667                 usage(B_FALSE);
 668         }
 669         *(value) = '\0';
 670         value++;
 671
 672         if (strcmp(value, "on") == 0) {
 673                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_ON;
 674         } else if (strcmp(value, "off") == 0) {
 675                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_OFF;
 676         } else if (strcmp(value, "random") == 0) {
 677                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 678         } else {
 679                 (void) fprintf(stderr, "invalid property value '%s'\n", value);
 680                 usage(B_FALSE);
 681         }
 682
 683         if (strcmp(name, "special") == 0) {
 684                 zo->zo_special_vdevs = state;
 685         } else {
 686                 (void) fprintf(stderr, "invalid property name '%s'\n", name);
 687                 usage(B_FALSE);
 688         }
 689         if (zo->zo_verbose >= 3)
 690                 (void) printf("%s vdev state is '%s'\n", name, value);
 691 }
 692
 693 static void
 694 process_options(int argc, char **argv)
 695 {
 696         char *path;
 697         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 698
 699         int opt;
 700         uint64_t value;
 701         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 702
 703         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 704
 705         while ((opt = getopt(argc, argv,
 706             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:MVET:P:hF:B:C:o:")) != EOF) {
 707                 value = 0;
 708                 switch (opt) {
 709                 case 'v':
 710                 case 's':
 711                 case 'a':
 712                 case 'm':
 713                 case 'r':
 714                 case 'R':
 715                 case 'd':
 716                 case 't':
 717                 case 'g':
 718                 case 'i':
 719                 case 'k':
 720                 case 'T':
 721                 case 'P':
 722                 case 'F':
 723                         value = nicenumtoull(optarg);
 724                 }
 725                 switch (opt) {
 726                 case 'v':
 727                         zo->zo_vdevs = value;
 728                         break;
 729                 case 's':
 730                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 731                         break;
 732                 case 'a':
 733                         zo->zo_ashift = value;
 734                         break;
 735                 case 'm':
 736                         zo->zo_mirrors = value;
 737                         break;
 738                 case 'r':
 739                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 740                         break;
 741                 case 'R':
 742                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 743                         break;
 744                 case 'd':
 745                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 746                         break;
 747                 case 't':
 748                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 749                         break;
 750                 case 'g':
 751                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
 752                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
 753                         break;
 754                 case 'i':
 755                         zo->zo_init = value;
 756                         break;
 757                 case 'k':
 758                         zo->zo_killrate = value;
 759                         break;
 760                 case 'p':
 761                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 762                             sizeof (zo->zo_pool));
 763                         break;
 764                 case 'f':
 765                         path = realpath(optarg, NULL);
 766                         if (path == NULL) {
 767                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 768                                     optarg, strerror(errno));
 769                                 usage(B_FALSE);
 770                         } else {
 771                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 772                                     sizeof (zo->zo_dir));
 773                         }
 774                         break;
 775                 case 'M':
 776                         zo->zo_mmp_test = 1;
 777                         break;
 778                 case 'V':
 779                         zo->zo_verbose++;
 780                         break;
 781                 case 'E':
 782                         zo->zo_init = 0;
 783                         break;
 784                 case 'T':
 785                         zo->zo_time = value;
 786                         break;
 787                 case 'P':
 788                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 789                         break;
 790                 case 'F':
 791                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 792                         break;
 793                 case 'B':
 794                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 795                         break;
 796                 case 'C':
 797                         ztest_parse_name_value(optarg, zo);
 798                         break;
 799                 case 'o':
 800                         if (set_global_var(optarg) != 0)
 801                                 usage(B_FALSE);
 802                         break;
 803                 case 'h':
 804                         usage(B_TRUE);
 805                         break;
 806                 case '?':
 807                 default:
 808                         usage(B_FALSE);
 809                         break;
 810                 }
 811         }
 812
 813         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 814
 815         zo->zo_vdevtime =
 816             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 817             UINT64_MAX >> 2);
 818
 819         if (strlen(altdir) > 0) {
 820                 char *cmd;
 821                 char *realaltdir;
 822                 char *bin;
 823                 char *ztest;
 824                 char *isa;
 825                 int isalen;
 826
 827                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 828                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 829
 830                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 831                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 832                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 833                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 834                             altdir);
 835                 }
 836                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 837
 838                 /*
 839                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 840                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 841                  * 32 or 64 bit binaries.
 842                  */
 843                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 844                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 845                 isa = bin + 9;
 846                 isalen = ztest - isa;
 847                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 848                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 849                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 850                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 851
 852                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 853                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 854                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 855                             zo->zo_alt_ztest);
 856                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 857                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 858                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 859                             zo->zo_alt_libpath);
 860                 }
 861
 862                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 863                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 864         }
 865 }
 866
 867 static void
 868 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 869 {
 870         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 871         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 872
 873         /*
 874          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 875          * See comment above spa_write_cachefile().
 876          */
 877         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 878         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 879         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 880
 881         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 882         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 883 }
 884
 885 static uint64_t
 886 ztest_random(uint64_t range)
 887 {
 888         uint64_t r;
 889
 890         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 891
 892         if (range == 0)
 893                 return (0);
 894
 895         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 896                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 897
 898         return (r % range);
 899 }
 900
 901 /* ARGSUSED */
 902 static void
 903 ztest_record_enospc(const char *s)
 904 {
 905         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 906 }
 907
 908 static uint64_t
 909 ztest_get_ashift(void)
 910 {
 911         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 912                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 913         return (ztest_opts.zo_ashift);
 914 }
 915
 916 static nvlist_t *
 917 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 918 {
 919         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 920         uint64_t vdev;
 921         nvlist_t *file;
 922
 923         if (ashift == 0)
 924                 ashift = ztest_get_ashift();
 925
 926         if (path == NULL) {
 927                 path = pathbuf;
 928
 929                 if (aux != NULL) {
 930                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 931                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 932                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 933                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 934                             aux, vdev);
 935                 } else {
 936                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 937                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 938                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 939                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 940                 }
 941         }
 942
 943         if (size != 0) {
 944                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 945                 if (fd == -1)
 946                         fatal(1, "can't open %s", path);
 947                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 948                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 949                 (void) close(fd);
 950         }
 951
 952         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 953         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 954         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 955         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 956
 957         return (file);
 958 }
 959
 960 static nvlist_t *
 961 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 962     uint64_t ashift, int r)
 963 {
 964         nvlist_t *raidz, **child;
 965         int c;
 966
 967         if (r < 2)
 968                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 969         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 970
 971         for (c = 0; c < r; c++)
 972                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 973
 974         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 975         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 976             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 977         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 978             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 979         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 980             child, r) == 0);
 981
 982         for (c = 0; c < r; c++)
 983                 nvlist_free(child[c]);
 984
 985         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 986
 987         return (raidz);
 988 }
 989
 990 static nvlist_t *
 991 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 992     uint64_t ashift, int r, int m)
 993 {
 994         nvlist_t *mirror, **child;
 995         int c;
 996
 997         if (m < 1)
 998                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 999
1000         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1001
1002         for (c = 0; c < m; c++)
1003                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
1004
1005         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1006         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1007             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
1008         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1009             child, m) == 0);
1010
1011         for (c = 0; c < m; c++)
1012                 nvlist_free(child[c]);
1013
1014         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
1015
1016         return (mirror);
1017 }
1018
1019 static nvlist_t *
1020 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
1021     const char *class, int r, int m, int t)
1022 {
1023         nvlist_t *root, **child;
1024         int c;
1025         boolean_t log;
1026
1027         ASSERT(t > 0);
1028
1029         log = (class != NULL && strcmp(class, "log") == 0);
1030
1031         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1032
1033         for (c = 0; c < t; c++) {
1034                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1035                     r, m);
1036                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
1037                     log) == 0);
1038
1039                 if (class != NULL && class[0] != '\0') {
1040                         ASSERT(m > 1 || log);   /* expecting a mirror */
1041                         VERIFY(nvlist_add_string(child[c],
1042                             ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS, class) == 0);
1043                 }
1044         }
1045
1046         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1047         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1048         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1049             child, t) == 0);
1050
1051         for (c = 0; c < t; c++)
1052                 nvlist_free(child[c]);
1053
1054         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1055
1056         return (root);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1061  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1062  */
1063 static uint64_t
1064 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1065 {
1066         uint64_t version = initial_version;
1067
1068         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1069                 version = version +
1070                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1071         }
1072
1073         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1074                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1075
1076         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1077         return (version);
1078 }
1079
1080 static int
1081 ztest_random_blocksize(void)
1082 {
1083         uint64_t block_shift;
1084
1085         ASSERT(ztest_spa->spa_max_ashift != 0);
1086
1087         /*
1088          * Choose a block size >= the ashift.
1089          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1090          */
1091         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1092         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1093                 maxbs = 20;
1094         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1095         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1096 }
1097
1098 static int
1099 ztest_random_dnodesize(void)
1100 {
1101         int slots;
1102         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1103
1104         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1105                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1106
1107         /*
1108          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1109          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1110          * usage.
1111          */
1112         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1113         switch (ztest_random(10)) {
1114         case 0:
1115                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1116                 break;
1117         case 1 ... 4:
1118                 slots = 2 + ztest_random(3);
1119                 break;
1120         default:
1121                 slots = 1;
1122                 break;
1123         }
1124
1125         return (slots << DNODE_SHIFT);
1126 }
1127
1128 static int
1129 ztest_random_ibshift(void)
1130 {
1131         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1132             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1133 }
1134
1135 static uint64_t
1136 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1137 {
1138         uint64_t top;
1139         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1140         vdev_t *tvd;
1141
1142         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1143
1144         do {
1145                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1146                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1147         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1148             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1149
1150         return (top);
1151 }
1152
1153 static uint64_t
1154 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1155 {
1156         uint64_t value;
1157
1158         do {
1159                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1160         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1161
1162         return (value);
1163 }
1164
1165 static int
1166 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1167     boolean_t inherit)
1168 {
1169         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1170         const char *valname;
1171         char setpoint[MAXPATHLEN];
1172         uint64_t curval;
1173         int error;
1174
1175         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1176             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1177
1178         if (error == ENOSPC) {
1179                 ztest_record_enospc(FTAG);
1180                 return (error);
1181         }
1182         ASSERT0(error);
1183
1184         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1185
1186         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1187                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1188                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1189                     osname, propname, valname, setpoint);
1190         }
1191
1192         return (error);
1193 }
1194
1195 static int
1196 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1197 {
1198         spa_t *spa = ztest_spa;
1199         nvlist_t *props = NULL;
1200         int error;
1201
1202         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1203         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1204
1205         error = spa_prop_set(spa, props);
1206
1207         nvlist_free(props);
1208
1209         if (error == ENOSPC) {
1210                 ztest_record_enospc(FTAG);
1211                 return (error);
1212         }
1213         ASSERT0(error);
1214
1215         return (error);
1216 }
1217
1218 static void
1219 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1220 {
1221         rll->rll_writer = NULL;
1222         rll->rll_readers = 0;
1223         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1224         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1225 }
1226
1227 static void
1228 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1229 {
1230         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1231         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1232         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1233         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1234 }
1235
1236 static void
1237 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1238 {
1239         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1240
1241         if (type == RL_READER) {
1242                 while (rll->rll_writer != NULL)
1243                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1244                 rll->rll_readers++;
1245         } else {
1246                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1247                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1248                 rll->rll_writer = curthread;
1249         }
1250
1251         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1252 }
1253
1254 static void
1255 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1256 {
1257         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1258
1259         if (rll->rll_writer) {
1260                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1261                 rll->rll_writer = NULL;
1262         } else {
1263                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1264                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1265                 rll->rll_readers--;
1266         }
1267
1268         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1269                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1270
1271         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1272 }
1273
1274 static void
1275 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1276 {
1277         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1278
1279         ztest_rll_lock(rll, type);
1280 }
1281
1282 static void
1283 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1284 {
1285         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1286
1287         ztest_rll_unlock(rll);
1288 }
1289
1290 static rl_t *
1291 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1292     uint64_t size, rl_type_t type)
1293 {
1294         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1295         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1296         rl_t *rl;
1297
1298         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1299         rl->rl_object = object;
1300         rl->rl_offset = offset;
1301         rl->rl_size = size;
1302         rl->rl_lock = rll;
1303
1304         ztest_rll_lock(rll, type);
1305
1306         return (rl);
1307 }
1308
1309 static void
1310 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1311 {
1312         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1313
1314         ztest_rll_unlock(rll);
1315
1316         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1317 }
1318
1319 static void
1320 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1321 {
1322         zd->zd_os = os;
1323         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1324         zd->zd_shared = szd;
1325         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1326
1327         if (zd->zd_shared != NULL)
1328                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1329
1330         rw_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1331         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1332
1333         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1334                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1335
1336         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1337                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1338 }
1339
1340 static void
1341 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1342 {
1343         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1344
1345         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1346                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1347
1348         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1349                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1350 }
1351
1352 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1353
1354 static uint64_t
1355 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1356 {
1357         uint64_t txg;
1358         int error;
1359
1360         /*
1361          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1362          */
1363         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1364         if (error) {
1365                 if (error == ERESTART) {
1366                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1367                         dmu_tx_wait(tx);
1368                 } else {
1369                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1370                         ztest_record_enospc(tag);
1371                 }
1372                 dmu_tx_abort(tx);
1373                 return (0);
1374         }
1375         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1376         ASSERT(txg != 0);
1377         return (txg);
1378 }
1379
1380 static void
1381 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1382 {
1383         uint64_t *ip = buf;
1384         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1385
1386         while (ip < ip_end)
1387                 *ip++ = value;
1388 }
1389
1390 static boolean_t
1391 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1392 {
1393         uint64_t *ip = buf;
1394         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1395         uint64_t diff = 0;
1396
1397         while (ip < ip_end)
1398                 diff |= (value - *ip++);
1399
1400         return (diff == 0);
1401 }
1402
1403 static void
1404 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1405     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1406     uint64_t crtxg)
1407 {
1408         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1409         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1410         bt->bt_object = object;
1411         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1412         bt->bt_offset = offset;
1413         bt->bt_gen = gen;
1414         bt->bt_txg = txg;
1415         bt->bt_crtxg = crtxg;
1416 }
1417
1418 static void
1419 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1420     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1421     uint64_t crtxg)
1422 {
1423         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1424         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1425         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1426         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1427         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1428         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1429         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1430         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1431 }
1432
1433 static ztest_block_tag_t *
1434 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1435 {
1436         dmu_object_info_t doi;
1437         ztest_block_tag_t *bt;
1438
1439         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1440         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1441         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1442         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1443
1444         return (bt);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1449  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1450  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1451  */
1452 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset)    \
1453         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1454
1455 /*
1456  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1457  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1458  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1459  * interior regions of large dnodes.
1460  */
1461 void
1462 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1463     objset_t *os, uint64_t gen)
1464 {
1465         uint64_t *bonusp;
1466
1467         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1468
1469         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1470                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1471                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1472                 *bonusp = token;
1473         }
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1478  * expected tokens.
1479  */
1480 void
1481 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1482     objset_t *os, uint64_t gen)
1483 {
1484         uint64_t *bonusp;
1485
1486         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1487                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1488                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1489                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1490         }
1491 }
1492
1493 /*
1494  * ZIL logging ops
1495  */
1496
1497 #define lrz_type        lr_mode
1498 #define lrz_blocksize   lr_uid
1499 #define lrz_ibshift     lr_gid
1500 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1501 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1502
1503 static void
1504 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1505 {
1506         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1507         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1508         itx_t *itx;
1509
1510         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1511                 return;
1512
1513         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1514         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1515             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1516
1517         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1518 }
1519
1520 static void
1521 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1522 {
1523         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1524         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1525         itx_t *itx;
1526
1527         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1528                 return;
1529
1530         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1531         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1532             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1533
1534         itx->itx_oid = object;
1535         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1536 }
1537
1538 static void
1539 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1540 {
1541         itx_t *itx;
1542         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1543
1544         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1545                 return;
1546
1547         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1548                 write_state = WR_INDIRECT;
1549
1550         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1551             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1552
1553         if (write_state == WR_COPIED &&
1554             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1555             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1556                 zil_itx_destroy(itx);
1557                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1558                 write_state = WR_NEED_COPY;
1559         }
1560         itx->itx_private = zd;
1561         itx->itx_wr_state = write_state;
1562         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1563
1564         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1565             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1566
1567         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1568 }
1569
1570 static void
1571 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1572 {
1573         itx_t *itx;
1574
1575         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1576                 return;
1577
1578         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1579         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1580             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1581
1582         itx->itx_sync = B_FALSE;
1583         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1584 }
1585
1586 static void
1587 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1588 {
1589         itx_t *itx;
1590
1591         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1592                 return;
1593
1594         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1595         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1596             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1597
1598         itx->itx_sync = B_FALSE;
1599         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * ZIL replay ops
1604  */
1605 static int
1606 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1607 {
1608         ztest_ds_t *zd = arg1;
1609         lr_create_t *lr = arg2;
1610         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1611         objset_t *os = zd->zd_os;
1612         ztest_block_tag_t *bbt;
1613         dmu_buf_t *db;
1614         dmu_tx_t *tx;
1615         uint64_t txg;
1616         int error = 0;
1617         int bonuslen;
1618
1619         if (byteswap)
1620                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1621
1622         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1623         ASSERT(name[0] != '\0');
1624
1625         tx = dmu_tx_create(os);
1626
1627         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1628
1629         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1630                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1631         } else {
1632                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1633         }
1634
1635         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1636         if (txg == 0)
1637                 return (ENOSPC);
1638
1639         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1640         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1641
1642         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1643                 if (lr->lr_foid == 0) {
1644                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1645                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1646                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1647                 } else {
1648                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1649                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1650                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1651                 }
1652         } else {
1653                 if (lr->lr_foid == 0) {
1654                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1655                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1656                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1657                 } else {
1658                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1659                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1660                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1661                 }
1662         }
1663
1664         if (error) {
1665                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1666                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1667                 dmu_tx_commit(tx);
1668                 return (error);
1669         }
1670
1671         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1672
1673         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1674                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1675                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1676
1677         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1678         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1679         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1680         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1681             lr->lr_gen, txg, txg);
1682         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1683         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1684
1685         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1686             &lr->lr_foid, tx));
1687
1688         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1689
1690         dmu_tx_commit(tx);
1691
1692         return (0);
1693 }
1694
1695 static int
1696 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1697 {
1698         ztest_ds_t *zd = arg1;
1699         lr_remove_t *lr = arg2;
1700         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1701         objset_t *os = zd->zd_os;
1702         dmu_object_info_t doi;
1703         dmu_tx_t *tx;
1704         uint64_t object, txg;
1705
1706         if (byteswap)
1707                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1708
1709         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1710         ASSERT(name[0] != '\0');
1711
1712         VERIFY3U(0, ==,
1713             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1714         ASSERT(object != 0);
1715
1716         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1717
1718         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1719
1720         tx = dmu_tx_create(os);
1721
1722         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1723         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1724
1725         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1726         if (txg == 0) {
1727                 ztest_object_unlock(zd, object);
1728                 return (ENOSPC);
1729         }
1730
1731         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1732                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1733         } else {
1734                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1735         }
1736
1737         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1738
1739         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1740
1741         dmu_tx_commit(tx);
1742
1743         ztest_object_unlock(zd, object);
1744
1745         return (0);
1746 }
1747
1748 static int
1749 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1750 {
1751         ztest_ds_t *zd = arg1;
1752         lr_write_t *lr = arg2;
1753         objset_t *os = zd->zd_os;
1754         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1755         uint64_t offset, length;
1756         ztest_block_tag_t *bt = data;
1757         ztest_block_tag_t *bbt;
1758         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1759         dmu_object_info_t doi;
1760         dmu_tx_t *tx;
1761         dmu_buf_t *db;
1762         arc_buf_t *abuf = NULL;
1763         rl_t *rl;
1764
1765         if (byteswap)
1766                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1767
1768         offset = lr->lr_offset;
1769         length = lr->lr_length;
1770
1771         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1772         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1773                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1774                 if (length < blocksize) {
1775                         offset -= offset % blocksize;
1776                         length = blocksize;
1777                 }
1778         }
1779
1780         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1781                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1782
1783         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1784                 bt = NULL;
1785
1786         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1787         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1788
1789         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1790
1791         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1792
1793         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1794         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1795         gen = bbt->bt_gen;
1796         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1797         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1798
1799         tx = dmu_tx_create(os);
1800
1801         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1802
1803         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1804             P2PHASE(offset, length) == 0)
1805                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1806
1807         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1808         if (txg == 0) {
1809                 if (abuf != NULL)
1810                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1811                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1812                 ztest_range_unlock(rl);
1813                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1814                 return (ENOSPC);
1815         }
1816
1817         if (bt != NULL) {
1818                 /*
1819                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1820                  * but not always, because we also want to verify correct
1821                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1822                  */
1823                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1824                 if (ztest_random(4) != 0) {
1825                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1826                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1827                         ztest_block_tag_t rbt;
1828
1829                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1830                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1831                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1832                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1833                                     offset, gen, txg, crtxg);
1834                         }
1835                 }
1836
1837                 /*
1838                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1839                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1840                  * open-context data, which may be different than the data
1841                  * as it was when the write was generated.
1842                  */
1843                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1844                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1845                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1846                             bt->bt_crtxg);
1847                 }
1848
1849                 /*
1850                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1851                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1852                  */
1853                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1854                     crtxg);
1855         }
1856
1857         if (abuf == NULL) {
1858                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1859         } else {
1860                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1861                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1862         }
1863
1864         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1865
1866         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1867
1868         dmu_tx_commit(tx);
1869
1870         ztest_range_unlock(rl);
1871         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1872
1873         return (0);
1874 }
1875
1876 static int
1877 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1878 {
1879         ztest_ds_t *zd = arg1;
1880         lr_truncate_t *lr = arg2;
1881         objset_t *os = zd->zd_os;
1882         dmu_tx_t *tx;
1883         uint64_t txg;
1884         rl_t *rl;
1885
1886         if (byteswap)
1887                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1888
1889         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1890         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1891             RL_WRITER);
1892
1893         tx = dmu_tx_create(os);
1894
1895         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1896
1897         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1898         if (txg == 0) {
1899                 ztest_range_unlock(rl);
1900                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1901                 return (ENOSPC);
1902         }
1903
1904         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1905             lr->lr_length, tx) == 0);
1906
1907         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1908
1909         dmu_tx_commit(tx);
1910
1911         ztest_range_unlock(rl);
1912         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1913
1914         return (0);
1915 }
1916
1917 static int
1918 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1919 {
1920         ztest_ds_t *zd = arg1;
1921         lr_setattr_t *lr = arg2;
1922         objset_t *os = zd->zd_os;
1923         dmu_tx_t *tx;
1924         dmu_buf_t *db;
1925         ztest_block_tag_t *bbt;
1926         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
1927
1928         if (byteswap)
1929                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1930
1931         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1932
1933         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1934
1935         tx = dmu_tx_create(os);
1936         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1937
1938         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1939         if (txg == 0) {
1940                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1941                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1942                 return (ENOSPC);
1943         }
1944
1945         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1946         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1947         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1948         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1949         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
1950
1951         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1952                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1953                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1954                 ASSERT(lrtxg != 0);
1955         } else {
1956                 /*
1957                  * Randomly change the size and increment the generation.
1958                  */
1959                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1960                     sizeof (*bbt);
1961                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1962                 ASSERT(lrtxg == 0);
1963         }
1964
1965         /*
1966          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1967          */
1968         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
1969             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1970
1971         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1972
1973         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1974         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1975         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1976         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1977
1978         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
1979             txg, crtxg);
1980         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
1981
1982         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1983
1984         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1985
1986         dmu_tx_commit(tx);
1987
1988         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1989
1990         return (0);
1991 }
1992
1993 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1994         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1995         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1996         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1997         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1998         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1999         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2000         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2001         NULL,                   /* TX_LINK */
2002         NULL,                   /* TX_RENAME */
2003         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2004         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2005         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2006         NULL,                   /* TX_ACL */
2007         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2008         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2009         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2010         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2011         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2012         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2013         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2014 };
2015
2016 /*
2017  * ZIL get_data callbacks
2018  */
2019
2020 /* ARGSUSED */
2021 static void
2022 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2023 {
2024         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
2025         uint64_t object = ((rl_t *)zgd->zgd_lr)->rl_object;
2026
2027         if (zgd->zgd_db)
2028                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2029
2030         ztest_range_unlock((rl_t *)zgd->zgd_lr);
2031         ztest_object_unlock(zd, object);
2032
2033         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2034 }
2035
2036 static int
2037 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
2038     zio_t *zio)
2039 {
2040         ztest_ds_t *zd = arg;
2041         objset_t *os = zd->zd_os;
2042         uint64_t object = lr->lr_foid;
2043         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2044         uint64_t size = lr->lr_length;
2045         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2046         uint64_t crtxg;
2047         dmu_object_info_t doi;
2048         dmu_buf_t *db;
2049         zgd_t *zgd;
2050         int error;
2051
2052         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2053         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2054         ASSERT3U(size, !=, 0);
2055
2056         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2057         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2058         if (error) {
2059                 ztest_object_unlock(zd, object);
2060                 return (error);
2061         }
2062
2063         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2064
2065         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2066                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2067                 ztest_object_unlock(zd, object);
2068                 return (ENOENT);
2069         }
2070
2071         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2072         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2073         db = NULL;
2074
2075         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2076         zgd->zgd_lwb = lwb;
2077         zgd->zgd_private = zd;
2078
2079         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2080                 zgd->zgd_lr = (struct locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2081                     object, offset, size, RL_READER);
2082
2083                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2084                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2085                 ASSERT(error == 0);
2086         } else {
2087                 size = doi.doi_data_block_size;
2088                 if (ISP2(size)) {
2089                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2090                 } else {
2091                         ASSERT(offset < size);
2092                         offset = 0;
2093                 }
2094
2095                 zgd->zgd_lr = (struct locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2096                     object, offset, size, RL_READER);
2097
2098                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2099                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2100
2101                 if (error == 0) {
2102                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2103
2104                         zgd->zgd_db = db;
2105                         zgd->zgd_bp = bp;
2106
2107                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2108                         ASSERT(db->db_size == size);
2109
2110                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2111                             ztest_get_done, zgd);
2112
2113                         if (error == 0)
2114                                 return (0);
2115                 }
2116         }
2117
2118         ztest_get_done(zgd, error);
2119
2120         return (error);
2121 }
2122
2123 static void *
2124 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2125 {
2126         char *lr;
2127         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2128
2129         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2130
2131         if (name)
2132                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2133
2134         return (lr);
2135 }
2136
2137 void
2138 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2139 {
2140         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2141
2142         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2147  */
2148 static int
2149 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2150 {
2151         int missing = 0;
2152         int error;
2153
2154         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2155
2156         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2157                 od->od_object = 0;
2158                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2159                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2160                 if (error) {
2161                         ASSERT(error == ENOENT);
2162                         ASSERT(od->od_object == 0);
2163                         missing++;
2164                 } else {
2165                         dmu_buf_t *db;
2166                         ztest_block_tag_t *bbt;
2167                         dmu_object_info_t doi;
2168
2169                         ASSERT(od->od_object != 0);
2170                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2171
2172                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2173                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2174                             od->od_object, FTAG, &db));
2175                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2176                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2177                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2178                         od->od_type = doi.doi_type;
2179                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2180                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2181                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2182                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2183                 }
2184         }
2185
2186         return (missing);
2187 }
2188
2189 static int
2190 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2191 {
2192         int missing = 0;
2193
2194         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2195
2196         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2197                 if (missing) {
2198                         od->od_object = 0;
2199                         missing++;
2200                         continue;
2201                 }
2202
2203                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2204
2205                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2206                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2207                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2208                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2209                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2210                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2211                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2212                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2213                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2214
2215                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2216                         ASSERT(missing == 0);
2217                         od->od_object = 0;
2218                         missing++;
2219                 } else {
2220                         od->od_object = lr->lr_foid;
2221                         od->od_type = od->od_crtype;
2222                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2223                         od->od_gen = od->od_crgen;
2224                         ASSERT(od->od_object != 0);
2225                 }
2226
2227                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2228         }
2229
2230         return (missing);
2231 }
2232
2233 static int
2234 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2235 {
2236         int missing = 0;
2237         int error;
2238
2239         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2240
2241         od += count - 1;
2242
2243         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2244                 if (missing) {
2245                         missing++;
2246                         continue;
2247                 }
2248
2249                 /*
2250                  * No object was found.
2251                  */
2252                 if (od->od_object == 0)
2253                         continue;
2254
2255                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2256
2257                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2258
2259                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2260                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2261                         missing++;
2262                 } else {
2263                         od->od_object = 0;
2264                 }
2265                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2266         }
2267
2268         return (missing);
2269 }
2270
2271 static int
2272 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2273     void *data)
2274 {
2275         lr_write_t *lr;
2276         int error;
2277
2278         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2279
2280         lr->lr_foid = object;
2281         lr->lr_offset = offset;
2282         lr->lr_length = size;
2283         lr->lr_blkoff = 0;
2284         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2285
2286         bcopy(data, lr + 1, size);
2287
2288         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2289
2290         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2291
2292         return (error);
2293 }
2294
2295 static int
2296 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2297 {
2298         lr_truncate_t *lr;
2299         int error;
2300
2301         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2302
2303         lr->lr_foid = object;
2304         lr->lr_offset = offset;
2305         lr->lr_length = size;
2306
2307         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2308
2309         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2310
2311         return (error);
2312 }
2313
2314 static int
2315 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2316 {
2317         lr_setattr_t *lr;
2318         int error;
2319
2320         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2321
2322         lr->lr_foid = object;
2323         lr->lr_size = 0;
2324         lr->lr_mode = 0;
2325
2326         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2327
2328         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2329
2330         return (error);
2331 }
2332
2333 static void
2334 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2335 {
2336         objset_t *os = zd->zd_os;
2337         dmu_tx_t *tx;
2338         uint64_t txg;
2339         rl_t *rl;
2340
2341         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2342
2343         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2344         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2345
2346         tx = dmu_tx_create(os);
2347
2348         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2349
2350         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2351
2352         if (txg != 0) {
2353                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2354                 dmu_tx_commit(tx);
2355                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2356         } else {
2357                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2358         }
2359
2360         ztest_range_unlock(rl);
2361         ztest_object_unlock(zd, object);
2362 }
2363
2364 static void
2365 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2366 {
2367         int err;
2368         ztest_block_tag_t wbt;
2369         dmu_object_info_t doi;
2370         enum ztest_io_type io_type;
2371         uint64_t blocksize;
2372         void *data;
2373
2374         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2375         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2376         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2377
2378         /*
2379          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2380          */
2381         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2382         if (ztest_random(2) == 0)
2383                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2384
2385         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2386
2387         switch (io_type) {
2388
2389         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2390                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2391                     offset, 0, 0, 0);
2392                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2393                 break;
2394
2395         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2396                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2397                 if (ztest_random(2) == 0) {
2398                         /*
2399                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2400                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2401                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2402                          */
2403                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2404                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2405                 }
2406                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2407                 break;
2408
2409         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2410                 bzero(data, blocksize);
2411                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2412                 break;
2413
2414         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2415                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2416                 break;
2417
2418         case ZTEST_IO_SETATTR:
2419                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2420                 break;
2421
2422         case ZTEST_IO_REWRITE:
2423                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2424                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2425                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2426                     B_FALSE);
2427                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2428                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2429                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2430                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2431                     B_FALSE);
2432                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2433                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2434
2435                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2436                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2437
2438                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2439                 break;
2440         }
2441
2442         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2443
2444         umem_free(data, blocksize);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Initialize an object description template.
2449  */
2450 static void
2451 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2452     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2453     uint64_t gen)
2454 {
2455         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2456         od->od_object = 0;
2457
2458         od->od_crtype = type;
2459         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2460         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2461         od->od_crgen = gen;
2462
2463         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2464         od->od_blocksize = 0;
2465         od->od_gen = 0;
2466
2467         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2468             tag, (int64_t)id, index);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2473  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2474  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2475  * use the existing objects.
2476  */
2477 static int
2478 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2479 {
2480         int count = size / sizeof (*od);
2481         int rv = 0;
2482
2483         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2484         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2485             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2486             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2487                 rv = -1;
2488         zd->zd_od = od;
2489         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2490
2491         return (rv);
2492 }
2493
2494 /* ARGSUSED */
2495 void
2496 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2497 {
2498         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2499
2500         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2501
2502         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2503
2504         /*
2505          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2506          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2507          * will verify that the log really does contain this record.
2508          */
2509         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2510         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2511         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2512         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2513         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2514
2515         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2520  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2521  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2522  */
2523 /* ARGSUSED */
2524 void
2525 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2526 {
2527         objset_t *os = zd->zd_os;
2528
2529         /*
2530          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2531          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2532          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2533          */
2534         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2535         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_WRITER);
2536
2537         /* zfsvfs_teardown() */
2538         zil_close(zd->zd_zilog);
2539
2540         /* zfsvfs_setup() */
2541         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2542         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2543
2544         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2545         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2550  * or create a pool with a bad vdev spec.
2551  */
2552 /* ARGSUSED */
2553 void
2554 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2555 {
2556         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2557         spa_t *spa;
2558         nvlist_t *nvroot;
2559
2560         if (zo->zo_mmp_test)
2561                 return;
2562
2563         /*
2564          * Attempt to create using a bad file.
2565          */
2566         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2567         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2568             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2569         nvlist_free(nvroot);
2570
2571         /*
2572          * Attempt to create using a bad mirror.
2573          */
2574         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 2, 1);
2575         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2576             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2577         nvlist_free(nvroot);
2578
2579         /*
2580          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2581          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2582          */
2583         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2584         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2585         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2586         nvlist_free(nvroot);
2587         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2588         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2589         spa_close(spa, FTAG);
2590
2591         rw_exit(&ztest_name_lock);
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2596  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2597  */
2598 /* ARGSUSED */
2599 void
2600 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2601 {
2602         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2603         spa_t *spa = ztest_spa;
2604
2605         if (zo->zo_mmp_test)
2606                 return;
2607
2608         /*
2609          * Since enabling MMP involves setting a property, it could not be done
2610          * while the pool is suspended.
2611          */
2612         if (spa_suspended(spa))
2613                 return;
2614
2615         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2616         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2617
2618         zfs_multihost_fail_intervals = 0;
2619
2620         if (!spa_multihost(spa)) {
2621                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
2622                 mmp_thread_start(spa);
2623         }
2624
2625         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2626         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2627
2628         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2629         mmp_signal_all_threads();
2630         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2631
2632         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2633         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2634
2635         if (spa_multihost(spa)) {
2636                 mmp_thread_stop(spa);
2637                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
2638         }
2639
2640         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2641         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2642 }
2643
2644 /* ARGSUSED */
2645 void
2646 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2647 {
2648         spa_t *spa;
2649         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2650         uint64_t version, newversion;
2651         nvlist_t *nvroot, *props;
2652         char *name;
2653
2654         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2655                 return;
2656
2657         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2658         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2659
2660         /*
2661          * Clean up from previous runs.
2662          */
2663         (void) spa_destroy(name);
2664
2665         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2666             NULL, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2667
2668         /*
2669          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2670          * the initial version is capable of supporting that feature.
2671          */
2672         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2673         case 0:
2674         case 1:
2675                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2676                 break;
2677         case 2:
2678                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2679                 break;
2680         case 3:
2681                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2682                 break;
2683         }
2684
2685         /*
2686          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2687          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2688          */
2689         do {
2690                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2691         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2692
2693         props = fnvlist_alloc();
2694         fnvlist_add_uint64(props,
2695             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2696         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2697         fnvlist_free(nvroot);
2698         fnvlist_free(props);
2699
2700         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2701         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2702         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2703
2704         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2705                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2706                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2707         }
2708
2709         spa_upgrade(spa, newversion);
2710         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2711         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2712             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2713         spa_close(spa, FTAG);
2714
2715         strfree(name);
2716         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2717 }
2718
2719 static void
2720 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
2721 {
2722         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2723
2724         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
2725
2726         switch (error) {
2727         case 0:
2728         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
2729         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2730         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2731                 break;
2732         case ENOSPC:
2733                 ztest_record_enospc(FTAG);
2734                 break;
2735         default:
2736                 fatal(0, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
2737         }
2738 }
2739
2740 static void
2741 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
2742 {
2743         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2744
2745         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
2746
2747         switch (error) {
2748         case 0:
2749         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2750         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
2751                 break;
2752         default:
2753                 fatal(0, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
2754                     spa->spa_name, error);
2755         }
2756
2757 }
2758
2759 /* ARGSUSED */
2760 void
2761 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2762 {
2763         spa_t *spa = ztest_spa;
2764
2765         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
2766         if (ztest_random(2) == 0) {
2767                 ztest_spa_checkpoint(spa);
2768         } else {
2769                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
2770         }
2771         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
2772 }
2773
2774
2775 static vdev_t *
2776 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2777 {
2778         vdev_t *mvd;
2779
2780         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2781                 return (vd);
2782
2783         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2784                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2785                     NULL)
2786                         return (mvd);
2787
2788         return (NULL);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2793  */
2794 int
2795 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2796 {
2797         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2798         int c;
2799
2800         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2801
2802         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2803                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2804
2805                 if (cvd->vdev_ishole)
2806                         break;
2807         }
2808         return (c);
2809 }
2810
2811 /*
2812  * Verify that vdev_add() works as expected.
2813  */
2814 /* ARGSUSED */
2815 void
2816 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2817 {
2818         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2819         spa_t *spa = ztest_spa;
2820         uint64_t leaves;
2821         uint64_t guid;
2822         nvlist_t *nvroot;
2823         int error;
2824
2825         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2826                 return;
2827
2828         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2829         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2830
2831         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2832
2833         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2834
2835         /*
2836          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2837          */
2838         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2839                 metaslab_group_t *mg;
2840
2841                 /*
2842                  * find the first real slog in log allocation class
2843                  */
2844                 mg =  spa_log_class(spa)->mc_rotor;
2845                 while (!mg->mg_vd->vdev_islog)
2846                         mg = mg->mg_next;
2847
2848                 guid = mg->mg_vd->vdev_guid;
2849
2850                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2851
2852                 /*
2853                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2854                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2855                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2856                  * grab a reference on the dataset which may cause
2857                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2858                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2859                  */
2860                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2861                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2862                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2863
2864                 switch (error) {
2865                 case 0:
2866                 case EEXIST:
2867                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2868                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2869                         break;
2870                 default:
2871                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2872                 }
2873         } else {
2874                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2875
2876                 /*
2877                  * Make 1/4 of the devices be log devices
2878                  */
2879                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2880                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0, (ztest_random(4) == 0) ?
2881                     "log" : NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
2882
2883                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2884                 nvlist_free(nvroot);
2885
2886                 switch (error) {
2887                 case 0:
2888                         break;
2889                 case ENOSPC:
2890                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2891                         break;
2892                 default:
2893                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2894                 }
2895         }
2896
2897         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2898 }
2899
2900 /* ARGSUSED */
2901 void
2902 ztest_vdev_class_add(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2903 {
2904         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2905         spa_t *spa = ztest_spa;
2906         uint64_t leaves;
2907         nvlist_t *nvroot;
2908         const char *class = (ztest_random(2) == 0) ?
2909             VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL : VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
2910         int error;
2911
2912         /*
2913          * By default add a special vdev 50% of the time
2914          */
2915         if ((ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_OFF) ||
2916             (ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_RND &&
2917             ztest_random(2) == 0)) {
2918                 return;
2919         }
2920
2921         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2922
2923         /* Only test with mirrors */
2924         if (zs->zs_mirrors < 2) {
2925                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2926                 return;
2927         }
2928
2929         /* requires feature@allocation_classes */
2930         if (!spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_ALLOCATION_CLASSES)) {
2931                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2932                 return;
2933         }
2934
2935         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2936
2937         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2938         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2939         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2940
2941         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2942             class, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
2943
2944         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2945         nvlist_free(nvroot);
2946
2947         if (error == ENOSPC)
2948                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2949         else if (error != 0)
2950                 fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2951
2952         /*
2953          * 50% of the time allow small blocks in the special class
2954          */
2955         if (error == 0 &&
2956             spa_special_class(spa)->mc_groups == 1 && ztest_random(2) == 0) {
2957                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
2958                         (void) printf("Enabling special VDEV small blocks\n");
2959                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2960                     ZFS_PROP_SPECIAL_SMALL_BLOCKS, 32768, B_FALSE);
2961         }
2962
2963         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2964
2965         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
2966                 metaslab_class_t *mc;
2967
2968                 if (strcmp(class, VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL) == 0)
2969                         mc = spa_special_class(spa);
2970                 else
2971                         mc = spa_dedup_class(spa);
2972                 (void) printf("Added a %s mirrored vdev (of %d)\n",
2973                     class, (int)mc->mc_groups);
2974         }
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2979  */
2980 /* ARGSUSED */
2981 void
2982 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2983 {
2984         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2985         spa_t *spa = ztest_spa;
2986         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2987         spa_aux_vdev_t *sav;
2988         char *aux;
2989         uint64_t guid = 0;
2990         int error;
2991
2992         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2993                 return;
2994
2995         if (ztest_random(2) == 0) {
2996                 sav = &spa->spa_spares;
2997                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2998         } else {
2999                 sav = &spa->spa_l2cache;
3000                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
3001         }
3002
3003         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3004
3005         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3006
3007         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
3008                 /*
3009                  * Pick a random device to remove.
3010                  */
3011                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
3012         } else {
3013                 /*
3014                  * Find an unused device we can add.
3015                  */
3016                 zs->zs_vdev_aux = 0;
3017                 for (;;) {
3018                         char path[MAXPATHLEN];
3019                         int c;
3020                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
3021                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
3022                             zs->zs_vdev_aux);
3023                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
3024                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
3025                                     path) == 0)
3026                                         break;
3027                         if (c == sav->sav_count &&
3028                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3029                                 break;
3030                         zs->zs_vdev_aux++;
3031                 }
3032         }
3033
3034         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3035
3036         if (guid == 0) {
3037                 /*
3038                  * Add a new device.
3039                  */
3040                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3041                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, NULL, 0, 0, 1);
3042                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3043
3044                 switch (error) {
3045                 case 0:
3046                         break;
3047                 default:
3048                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3049                 }
3050                 nvlist_free(nvroot);
3051         } else {
3052                 /*
3053                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3054                  * vdev state first to make sure we handle removal
3055                  * of devices that have pending state changes.
3056                  */
3057                 if (ztest_random(2) == 0)
3058                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3059
3060                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3061
3062                 switch (error) {
3063                 case 0:
3064                 case EBUSY:
3065                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3066                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3067                         break;
3068                 default:
3069                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
3070                 }
3071         }
3072
3073         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3074 }
3075
3076 /*
3077  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3078  */
3079 /* ARGSUSED */
3080 void
3081 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3082 {
3083         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3084         spa_t *spa = ztest_spa;
3085         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3086         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3087         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3088         int error = 0;
3089
3090         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3091                 return;
3092
3093         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3094
3095         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
3096         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3097                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3098                 return;
3099         }
3100
3101         /* clean up the old pool, if any */
3102         (void) spa_destroy("splitp");
3103
3104         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3105
3106         /* generate a config from the existing config */
3107         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3108         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
3109             &tree) == 0);
3110         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3111
3112         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
3113             &children) == 0);
3114
3115         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3116         for (c = 0; c < children; c++) {
3117                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3118                 nvlist_t **mchild;
3119                 uint_t mchildren;
3120
3121                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3122                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
3123                             0) == 0);
3124                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
3125                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
3126                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
3127                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
3128                         if (lastlogid == 0)
3129                                 lastlogid = schildren;
3130                         ++schildren;
3131                         continue;
3132                 }
3133                 lastlogid = 0;
3134                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3135                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
3136                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
3137         }
3138
3139         /* OK, create a config that can be used to split */
3140         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3141         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
3142             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
3143         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
3144             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
3145
3146         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3147         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
3148
3149         for (c = 0; c < schildren; c++)
3150                 nvlist_free(schild[c]);
3151         free(schild);
3152         nvlist_free(split);
3153
3154         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3155
3156         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
3157         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3158         rw_exit(&ztest_name_lock);
3159
3160         nvlist_free(config);
3161
3162         if (error == 0) {
3163                 (void) printf("successful split - results:\n");
3164                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3165                 show_pool_stats(spa);
3166                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3167                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3168                 ++zs->zs_splits;
3169                 --zs->zs_mirrors;
3170         }
3171         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3172 }
3173
3174 /*
3175  * Verify that we can attach and detach devices.
3176  */
3177 /* ARGSUSED */
3178 void
3179 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3180 {
3181         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3182         spa_t *spa = ztest_spa;
3183         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3184         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3185         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3186         nvlist_t *root;
3187         uint64_t leaves;
3188         uint64_t leaf, top;
3189         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3190         uint64_t oldguid, pguid;
3191         uint64_t oldsize, newsize;
3192         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
3193         int replacing;
3194         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3195         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3196         int oldvd_is_log;
3197         int error, expected_error;
3198
3199         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3200                 return;
3201
3202         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3203         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3204
3205         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
3206
3207         /*
3208          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
3209          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
3210          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
3211          * of removal.
3212          */
3213         if (ztest_device_removal_active) {
3214                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3215                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3216                 return;
3217         }
3218
3219         /*
3220          * Decide whether to do an attach or a replace.
3221          */
3222         replacing = ztest_random(2);
3223
3224         /*
3225          * Pick a random top-level vdev.
3226          */
3227         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3228
3229         /*
3230          * Pick a random leaf within it.
3231          */
3232         leaf = ztest_random(leaves);
3233
3234         /*
3235          * Locate this vdev.
3236          */
3237         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3238
3239         /* pick a child from the mirror */
3240         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3241                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3242                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3243                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3244         }
3245
3246         /* pick a child out of the raidz group */
3247         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3248                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3249                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3250                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3251         }
3252
3253         /*
3254          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3255          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3256          */
3257         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3258                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3259                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3260                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3261         }
3262
3263         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3264         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3265         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3266         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3267         pvd = oldvd->vdev_parent;
3268         pguid = pvd->vdev_guid;
3269
3270         /*
3271          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3272          */
3273         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3274                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3275                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3276                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3277                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3278                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3279                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3280                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3281                 return;
3282         }
3283
3284         /*
3285          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3286          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3287          */
3288         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3289                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3290                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3291                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3292         } else {
3293                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
3294                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3295                     top * leaves + leaf);
3296                 if (ztest_random(2) == 0)
3297                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3298                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3299         }
3300
3301         if (newvd) {
3302                 /*
3303                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3304                  */
3305                 vdev_reopen(newvd);
3306                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3307         } else {
3308                 /*
3309                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3310                  * If it's smaller, the attach should fail.
3311                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3312                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3313                  */
3314                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3315         }
3316
3317         /*
3318          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3319          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3320          *
3321          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3322          *
3323          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3324          */
3325         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3326             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3327             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3328             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3329                 expected_error = ENOTSUP;
3330         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3331                 expected_error = ENOTSUP;
3332         else if (newvd == oldvd)
3333                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3334         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3335                 expected_error = EBUSY;
3336         else if (newsize < oldsize)
3337                 expected_error = EOVERFLOW;
3338         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3339                 expected_error = EDOM;
3340         else
3341                 expected_error = 0;
3342
3343         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3344
3345         /*
3346          * Build the nvlist describing newpath.
3347          */
3348         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3349             ashift, NULL, 0, 0, 1);
3350
3351         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3352
3353         nvlist_free(root);
3354
3355         /*
3356          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3357          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3358          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3359          */
3360         if (expected_error == ENOTSUP &&
3361             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3362                 expected_error = error;
3363
3364         /*
3365          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3366          */
3367         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3368                 expected_error = error;
3369
3370         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3371             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3372                 expected_error = error;
3373
3374         /* XXX workaround 6690467 */
3375         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3376                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3377                     "returned %d, expected %d",
3378                     oldpath, oldsize, newpath,
3379                     newsize, replacing, error, expected_error);
3380         }
3381
3382         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3383 }
3384
3385 /* ARGSUSED */
3386 void
3387 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3388 {
3389         spa_t *spa = ztest_spa;
3390         vdev_t *vd;
3391         uint64_t guid;
3392         int error;
3393
3394         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3395
3396         if (ztest_device_removal_active) {
3397                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3398                 return;
3399         }
3400
3401         /*
3402          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3403          */
3404         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3405         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3406         guid = vd->vdev_guid;
3407         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3408
3409         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3410         if (error == 0) {
3411                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3412                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3413
3414                 while (spa->spa_vdev_removal != NULL)
3415                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3416         } else {
3417                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3418                 return;
3419         }
3420
3421         /*
3422          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3423          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3424          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3425          * offset are redundant and can be damaged.
3426          */
3427         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3428         if (error == 0) {
3429                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3430                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3431         }
3432
3433         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3434         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3435         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3440  */
3441 vdev_t *
3442 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3443 {
3444         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3445         size_t *newsize = arg;
3446         size_t fsize;
3447         int fd;
3448
3449         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3450         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3451
3452         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3453                 return (vd);
3454
3455         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3456         (void) ftruncate(fd, *newsize);
3457
3458         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3459                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3460                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3461         }
3462         (void) close(fd);
3463         return (NULL);
3464 }
3465
3466 /*
3467  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3468  */
3469 /* ARGSUSED */
3470 vdev_t *
3471 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3472 {
3473         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3474         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3475         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3476         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3477         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3478         int error;
3479
3480         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3481         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3482
3483         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3484         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3485         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3486         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3487
3488         /*
3489          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3490          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3491          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3492          */
3493         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3494                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3495                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3496                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3497                 }
3498                 return (vd);
3499         }
3500         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3501
3502         /*
3503          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3504          * still talking to the original vdev. It's possible this
3505          * vdev may have been detached/replaced while we were
3506          * trying to online it.
3507          */
3508         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3509                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3510                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3511                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3512                             "got gen %llu\n",
3513                             (u_longlong_t)guid,
3514                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3515                             (u_longlong_t)generation,
3516                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3517                 }
3518                 return (vd);
3519         }
3520         return (NULL);
3521 }
3522
3523 /*
3524  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3525  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3526  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3527  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3528  * leaf vdev we encounter.
3529  */
3530 vdev_t *
3531 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3532 {
3533         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3534                 if (func == NULL)
3535                         return (vd);
3536                 else
3537                         return (func(vd, arg));
3538         }
3539
3540         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3541                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3542                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3543                         return (cvd);
3544         }
3545         return (NULL);
3546 }
3547
3548 /*
3549  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3550  */
3551 /* ARGSUSED */
3552 void
3553 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3554 {
3555         spa_t *spa = ztest_spa;
3556         vdev_t *vd, *tvd;
3557         metaslab_class_t *mc;
3558         metaslab_group_t *mg;
3559         size_t psize, newsize;
3560         uint64_t top;
3561         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3562
3563         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3564         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3565         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3566
3567         /*
3568          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
3569          * we are running, in which case we would not be able to verify
3570          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
3571          * when the device removal completes).
3572          */
3573         if (ztest_device_removal_active) {
3574                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3575                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3576                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3577                 return;
3578         }
3579
3580         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3581
3582         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3583         mg = tvd->vdev_mg;
3584         mc = mg->mg_class;
3585         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3586         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3587
3588         /*
3589          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3590          * our top-level device.
3591          */
3592         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3593         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3594         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3595
3596         psize = vd->vdev_psize;
3597
3598         /*
3599          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3600          * original size, and it has a valid psize.
3601          */
3602         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3603             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3604                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3605                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3606                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3607                 return;
3608         }
3609         ASSERT(psize > 0);
3610         newsize = psize + MAX(psize / 8, SPA_MAXBLOCKSIZE);
3611         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3612
3613         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3614                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3615                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3616         }
3617
3618         /*
3619          * Growing the vdev is a two step process:
3620          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3621          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3622          */
3623         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3624             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3625             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3626                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3627                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3628                             "the vdev configuration changed.\n");
3629                 }
3630                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3631                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3632                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3633                 return;
3634         }
3635
3636         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3637
3638         /*
3639          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3640          * thus we must wait for the async thread to complete any
3641          * pending tasks before proceeding.
3642          */
3643         for (;;) {
3644                 boolean_t done;
3645                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3646                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3647                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3648                 if (done)
3649                         break;
3650                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3651                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3652         }
3653
3654         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3655
3656         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3657         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3658         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3659
3660         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3661                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3662                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3663                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3664                 }
3665                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3666                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3667                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3668                 return;
3669         }
3670
3671         /*
3672          * Make sure we were able to grow the vdev.
3673          */
3674         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
3675                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu < %llu\n",
3676                     old_ms_count, new_ms_count);
3677         }
3678
3679         /*
3680          * Make sure we were able to grow the pool.
3681          */
3682         if (new_class_space <= old_class_space) {
3683                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu < %llu\n",
3684                     old_class_space, new_class_space);
3685         }
3686
3687         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3688                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3689
3690                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3691                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3692                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3693                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3694         }
3695
3696         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3697         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3698         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3703  */
3704 /* ARGSUSED */
3705 static void
3706 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3707 {
3708         /*
3709          * Create the objects common to all ztest datasets.
3710          */
3711         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3712             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3713 }
3714
3715 static int
3716 ztest_dataset_create(char *dsname)
3717 {
3718         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3719         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3720             ztest_objset_create_cb, NULL);
3721
3722         if (err || zilset < 80)
3723                 return (err);
3724
3725         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3726                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3727         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3728             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3729 }
3730
3731 /* ARGSUSED */
3732 static int
3733 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3734 {
3735         objset_t *os;
3736         dmu_object_info_t doi;
3737         int error;
3738
3739         /*
3740          * Verify that the dataset contains a directory object.
3741          */
3742         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3743         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3744         if (error != ENOENT) {
3745                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3746                 ASSERT0(error);
3747                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3748                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3749         }
3750         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3751
3752         /*
3753          * Destroy the dataset.
3754          */
3755         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3756                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3757         } else {
3758                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3759         }
3760         return (0);
3761 }
3762
3763 static boolean_t
3764 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3765 {
3766         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3767         int error;
3768
3769         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3770
3771         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3772         if (error == ENOSPC) {
3773                 ztest_record_enospc(FTAG);
3774                 return (B_FALSE);
3775         }
3776         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3777                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3778                     snapname, error);
3779         }
3780         return (B_TRUE);
3781 }
3782
3783 static boolean_t
3784 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3785 {
3786         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3787         int error;
3788
3789         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3790             (u_longlong_t)id);
3791
3792         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3793         if (error != 0 && error != ENOENT)
3794                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3795         return (B_TRUE);
3796 }
3797
3798 /* ARGSUSED */
3799 void
3800 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3801 {
3802         ztest_ds_t zdtmp;
3803         int iters;
3804         int error;
3805         objset_t *os, *os2;
3806         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3807         zilog_t *zilog;
3808
3809         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3810
3811         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3812             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3813
3814         /*
3815          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3816          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3817          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3818          */
3819         if (ztest_random(2) == 0 &&
3820             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3821                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3822                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3823                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3824                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3825         }
3826
3827         /*
3828          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3829          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3830          * and all of its snapshots.
3831          */
3832         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3833             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3834
3835         /*
3836          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3837          */
3838         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3839             FTAG, &os));
3840
3841         /*
3842          * Verify that we can create a new dataset.
3843          */
3844         error = ztest_dataset_create(name);
3845         if (error) {
3846                 if (error == ENOSPC) {
3847                         ztest_record_enospc(FTAG);
3848                         rw_exit(&ztest_name_lock);
3849                         return;
3850                 }
3851                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3852         }
3853
3854         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3855
3856         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3857
3858         /*
3859          * Open the intent log for it.
3860          */
3861         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3862
3863         /*
3864          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3865          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3866          */
3867         iters = ztest_random(5);
3868         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3869                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3870                 if (ztest_random(iters) == 0)
3871                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3872         }
3873
3874         /*
3875          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3876          */
3877         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3878             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3879
3880         /*
3881          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3882          */
3883         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3884         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3885
3886         /*
3887          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3888          */
3889         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3890             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3891
3892         zil_close(zilog);
3893         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3894         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3895
3896         rw_exit(&ztest_name_lock);
3897 }
3898
3899 /*
3900  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3901  */
3902 void
3903 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3904 {
3905         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3906         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3907         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3908         rw_exit(&ztest_name_lock);
3909 }
3910
3911 /*
3912  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3913  */
3914 void
3915 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3916 {
3917         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3918         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3919         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3920         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3921         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3922         int error;
3923
3924         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3925             "%s@s1_%llu", osname, id);
3926         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3927             "%s/c1_%llu", osname, id);
3928         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3929             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3930         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3931             "%s/c2_%llu", osname, id);
3932         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3933             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3934
3935         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3936         if (error && error != ENOENT)
3937                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3938         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3939         if (error && error != ENOENT)
3940                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3941         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3942         if (error && error != ENOENT)
3943                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3944         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3945         if (error && error != ENOENT)
3946                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3947         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3948         if (error && error != ENOENT)
3949                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3950 }
3951
3952 /*
3953  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3954  */
3955 void
3956 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3957 {
3958         objset_t *os;
3959         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3960         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3961         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3962         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3963         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3964         char *osname = zd->zd_name;
3965         int error;
3966
3967         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3968
3969         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3970
3971         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3972             "%s@s1_%llu", osname, id);
3973         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3974             "%s/c1_%llu", osname, id);
3975         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3976             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3977         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3978             "%s/c2_%llu", osname, id);
3979         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3980             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3981
3982         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3983         if (error && error != EEXIST) {
3984                 if (error == ENOSPC) {
3985                         ztest_record_enospc(FTAG);
3986                         goto out;
3987                 }
3988                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3989         }
3990
3991         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3992         if (error) {
3993                 if (error == ENOSPC) {
3994                         ztest_record_enospc(FTAG);
3995                         goto out;
3996                 }
3997                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3998         }
3999
4000         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
4001         if (error && error != EEXIST) {
4002                 if (error == ENOSPC) {
4003                         ztest_record_enospc(FTAG);
4004                         goto out;
4005                 }
4006                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4007         }
4008
4009         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
4010         if (error && error != EEXIST) {
4011                 if (error == ENOSPC) {
4012                         ztest_record_enospc(FTAG);
4013                         goto out;
4014                 }
4015                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4016         }
4017
4018         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
4019         if (error) {
4020                 if (error == ENOSPC) {
4021                         ztest_record_enospc(FTAG);
4022                         goto out;
4023                 }
4024                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
4025         }
4026
4027         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
4028         if (error)
4029                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
4030         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
4031         if (error == ENOSPC) {
4032                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
4033                 ztest_record_enospc(FTAG);
4034                 goto out;
4035         }
4036         if (error != EBUSY)
4037                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
4038                     error);
4039         dmu_objset_disown(os, FTAG);
4040
4041 out:
4042         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4043
4044         rw_exit(&ztest_name_lock);
4045 }
4046
4047 /*
4048  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4049  */
4050 void
4051 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4052 {
4053         ztest_od_t od[4];
4054         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
4055
4056         for (int b = 0; b < batchsize; b++) {
4057                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4058                     0, 0, 0);
4059         }
4060
4061         /*
4062          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4063          * and do some I/O on the new objects.
4064          */
4065         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
4066                 return;
4067
4068         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4069                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4070                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4071 }
4072
4073 /*
4074  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
4075  */
4076 void
4077 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4078 {
4079         objset_t *os = zd->zd_os;
4080         int dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
4081         uint64_t object;
4082
4083         /*
4084          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
4085          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
4086          */
4087         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
4088         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
4089         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
4090         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
4091 }
4092
4093 /*
4094  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4095  */
4096 void
4097 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4098 {
4099         objset_t *os = zd->zd_os;
4100         ztest_od_t od[2];
4101         dmu_tx_t *tx;
4102         int i, freeit, error;
4103         uint64_t n, s, txg;
4104         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4105         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4106         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4107         uint64_t regions = 997;
4108         uint64_t stride = 123456789ULL;
4109         uint64_t width = 40;
4110         int free_percent = 5;
4111
4112         /*
4113          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4114          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4115          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4116          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4117          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4118          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4119          *
4120          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4121          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4122          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4123          *
4124          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4125          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4126          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4127          *
4128          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4129          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4130          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4131          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4132          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4133          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4134          */
4135
4136         /*
4137          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4138          */
4139         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4140             chunksize);
4141         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4142             chunksize);
4143
4144         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4145                 return;
4146
4147         bigobj = od[0].od_object;
4148         packobj = od[1].od_object;
4149         chunksize = od[0].od_gen;
4150         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4151
4152         /*
4153          * Prefetch a random chunk of the big object.
4154          * Our aim here is to get some async reads in flight
4155          * for blocks that we may free below; the DMU should
4156          * handle this race correctly.
4157          */
4158         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4159         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4160         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4161             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4162
4163         /*
4164          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4165          */
4166         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4167         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4168
4169         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4170         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4171
4172         bigoff = n * chunksize;
4173         bigsize = s * chunksize;
4174
4175         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4176         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4177
4178         /*
4179          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4180          * overwriting it.
4181          */
4182         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4183
4184         /*
4185          * Read the current contents of our objects.
4186          */
4187         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4188             DMU_READ_PREFETCH);
4189         ASSERT0(error);
4190         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4191             DMU_READ_PREFETCH);
4192         ASSERT0(error);
4193
4194         /*
4195          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4196          */
4197         tx = dmu_tx_create(os);
4198
4199         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4200
4201         if (freeit)
4202                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4203         else
4204                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4205
4206         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4207         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4208
4209         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4210         if (txg == 0) {
4211                 umem_free(packbuf, packsize);
4212                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4213                 return;
4214         }
4215
4216         enum zio_checksum cksum;
4217         do {
4218                 cksum = (enum zio_checksum)
4219                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4220         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4221         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4222
4223         enum zio_compress comp;
4224         do {
4225                 comp = (enum zio_compress)
4226                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4227         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4228         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4229
4230         /*
4231          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4232          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4233          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4234          * with the new values we want to write out.
4235          */
4236         for (i = 0; i < s; i++) {
4237                 /* LINTED */
4238                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4239                 /* LINTED */
4240                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4241                 /* LINTED */
4242                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4243
4244                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4245                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4246
4247                 if (pack->bw_txg > txg)
4248                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4249                             pack->bw_txg, txg);
4250
4251                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4252                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4253                             pack->bw_index, n, i);
4254
4255                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4256                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4257
4258                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4259                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4260
4261                 if (freeit) {
4262                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4263                 } else {
4264                         pack->bw_index = n + i;
4265                         pack->bw_txg = txg;
4266                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4267                 }
4268                 *bigH = *pack;
4269                 *bigT = *pack;
4270         }
4271
4272         /*
4273          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4274          * Now write them out.
4275          */
4276         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4277
4278         if (freeit) {
4279                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4280                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4281                             " txg %llx\n",
4282                             (u_longlong_t)bigoff,
4283                             (u_longlong_t)bigsize,
4284                             (u_longlong_t)txg);
4285                 }
4286                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4287         } else {
4288                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4289                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4290                             " txg %llx\n",
4291                             (u_longlong_t)bigoff,
4292                             (u_longlong_t)bigsize,
4293                             (u_longlong_t)txg);
4294                 }
4295                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4296         }
4297
4298         dmu_tx_commit(tx);
4299
4300         /*
4301          * Sanity check the stuff we just wrote.
4302          */
4303         {
4304                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4305                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4306
4307                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4308                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4309                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4310                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4311
4312                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4313                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4314
4315                 umem_free(packcheck, packsize);
4316                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4317         }
4318
4319         umem_free(packbuf, packsize);
4320         umem_free(bigbuf, bigsize);
4321 }
4322
4323 void
4324 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4325     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4326 {
4327         uint64_t i;
4328         bufwad_t *pack;
4329         bufwad_t *bigH;
4330         bufwad_t *bigT;
4331
4332         /*
4333          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4334          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4335          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4336          * with the new values we want to write out.
4337          */
4338         for (i = 0; i < s; i++) {
4339                 /* LINTED */
4340                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4341                 /* LINTED */
4342                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4343                 /* LINTED */
4344                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4345
4346                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4347                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4348
4349                 if (pack->bw_txg > txg)
4350                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4351                             pack->bw_txg, txg);
4352
4353                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4354                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4355                             pack->bw_index, n, i);
4356
4357                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4358                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4359
4360                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4361                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4362
4363                 pack->bw_index = n + i;
4364                 pack->bw_txg = txg;
4365                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4366
4367                 *bigH = *pack;
4368                 *bigT = *pack;
4369         }
4370 }
4371
4372 void
4373 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4374 {
4375         objset_t *os = zd->zd_os;
4376         ztest_od_t od[2];
4377         dmu_tx_t *tx;
4378         uint64_t i;
4379         int error;
4380         uint64_t n, s, txg;
4381         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4382         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4383         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4384         uint64_t chunksize = blocksize;
4385         uint64_t regions = 997;
4386         uint64_t stride = 123456789ULL;
4387         uint64_t width = 9;
4388         dmu_buf_t *bonus_db;
4389         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4390         dmu_object_info_t doi;
4391
4392         /*
4393          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4394          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4395          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4396          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4397          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4398          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4399          *
4400          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4401          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4402          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4403          *
4404          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4405          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4406          */
4407
4408         /*
4409          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4410          */
4411         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
4412             0, 0);
4413         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4414             chunksize);
4415
4416         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4417                 return;
4418
4419         bigobj = od[0].od_object;
4420         packobj = od[1].od_object;
4421         blocksize = od[0].od_blocksize;
4422         chunksize = blocksize;
4423         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4424
4425         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4426         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4427         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4428         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4429
4430         /*
4431          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4432          */
4433         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4434         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4435
4436         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4437         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4438
4439         bigoff = n * chunksize;
4440         bigsize = s * chunksize;
4441
4442         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4443         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4444
4445         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4446
4447         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4448
4449         /*
4450          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4451          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4452          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4453          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4454          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4455          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4456          * Iteration 6 one more zcopy write.
4457          */
4458         for (i = 0; i < 7; i++) {
4459                 uint64_t j;
4460                 uint64_t off;
4461
4462                 /*
4463                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4464                  * that don't match bigobj blksz to test
4465                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4466                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4467                  */
4468                 for (j = 0; j < s; j++) {
4469                         if (i != 5) {
4470                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4471                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4472                         } else {
4473                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4474                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4475                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4476                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4477                         }
4478                 }
4479
4480                 /*
4481                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4482                  */
4483                 tx = dmu_tx_create(os);
4484
4485                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4486                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4487
4488                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4489                 if (txg == 0) {
4490                         umem_free(packbuf, packsize);
4491                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4492                         for (j = 0; j < s; j++) {
4493                                 if (i != 5) {
4494                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4495                                 } else {
4496                                         dmu_return_arcbuf(
4497                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4498                                         dmu_return_arcbuf(
4499                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4500                                 }
4501                         }
4502                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4503                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4504                         return;
4505                 }
4506
4507                 /*
4508                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4509                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4510                  * existing dbufs for the specified offsets.
4511                  */
4512                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4513                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4514                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4515                         ASSERT0(error);
4516                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4517                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4518                         ASSERT0(error);
4519                 }
4520                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4521                     n, chunksize, txg);
4522
4523                 /*
4524                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4525                  * Now write them out.
4526                  */
4527                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4528                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4529                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4530                             " txg %llx\n",
4531                             (u_longlong_t)bigoff,
4532                             (u_longlong_t)bigsize,
4533                             (u_longlong_t)txg);
4534                 }
4535                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4536                         dmu_buf_t *dbt;
4537                         if (i != 5) {
4538                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4539                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4540                         } else {
4541                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4542                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4543                                     chunksize / 2);
4544                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4545                                     chunksize / 2,
4546                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4547                                     chunksize / 2);
4548                         }
4549
4550                         if (i == 1) {
4551                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4552                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4553                         }
4554                         if (i != 5) {
4555                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4556                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4557                         } else {
4558                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4559                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4560                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4561                                     off + chunksize / 2,
4562                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4563                         }
4564                         if (i == 1) {
4565                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4566                         }
4567                 }
4568                 dmu_tx_commit(tx);
4569
4570                 /*
4571                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4572                  */
4573                 {
4574                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4575                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4576
4577                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4578                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4579                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4580                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4581
4582                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4583                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4584
4585                         umem_free(packcheck, packsize);
4586                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4587                 }
4588                 if (i == 2) {
4589                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4590                 } else if (i == 3) {
4591                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4592                 }
4593         }
4594
4595         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4596         umem_free(packbuf, packsize);
4597         umem_free(bigbuf, bigsize);
4598         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4599 }
4600
4601 /* ARGSUSED */
4602 void
4603 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4604 {
4605         ztest_od_t od[1];
4606         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4607             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4608
4609         /*
4610          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4611          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4612          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4613          */
4614         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4615             0, 0, 0);
4616
4617         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4618                 return;
4619
4620         while (ztest_random(10) != 0)
4621                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4622 }
4623
4624 void
4625 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4626 {
4627         ztest_od_t od[1];
4628         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4629             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4630         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4631         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4632         void *data;
4633
4634         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
4635             0, 0);
4636
4637         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4638                 return;
4639
4640         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4641                 return;
4642
4643         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4644
4645         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4646
4647         while (ztest_random(count) != 0) {
4648                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4649                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4650                     data) != 0)
4651                         break;
4652                 while (ztest_random(4) != 0)
4653                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4654         }
4655
4656         umem_free(data, blocksize);
4657 }
4658
4659 /*
4660  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4661  */
4662 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4663 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4664 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4665
4666 void
4667 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4668 {
4669         objset_t *os = zd->zd_os;
4670         ztest_od_t od[1];
4671         uint64_t object;
4672         uint64_t txg, last_txg;
4673         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4674         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4675         int i, ints;
4676         dmu_tx_t *tx;
4677         char propname[100], txgname[100];
4678         int error;
4679         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4680
4681         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4682
4683         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4684                 return;
4685
4686         object = od[0].od_object;
4687
4688         /*
4689          * Generate a known hash collision, and verify that
4690          * we can lookup and remove both entries.
4691          */
4692         tx = dmu_tx_create(os);
4693         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4694         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4695         if (txg == 0)
4696                 return;
4697         for (i = 0; i < 2; i++) {
4698                 value[i] = i;
4699                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4700                     1, &value[i], tx));
4701         }
4702         for (i = 0; i < 2; i++) {
4703                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4704                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4705                 VERIFY3U(0, ==,
4706                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4707                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4708                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4709         }
4710         for (i = 0; i < 2; i++) {
4711                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4712         }
4713         dmu_tx_commit(tx);
4714
4715         /*
4716          * Generate a buch of random entries.
4717          */
4718         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4719
4720         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4721         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4722         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4723         bzero(value, sizeof (value));
4724         last_txg = 0;
4725
4726         /*
4727          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4728          */
4729         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4730         if (error == 0) {
4731                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4732                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4733
4734                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4735                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4736
4737                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4738                     &zl_ints) == 0);
4739
4740                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4741                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4742
4743                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4744                     zl_ints, value) == 0);
4745
4746                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4747                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4748                 }
4749         } else {
4750                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4751         }
4752
4753         /*
4754          * Atomically update two entries in our zap object.
4755          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4756          * in which the property was last updated.  The second
4757          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4758          * should be txg + object + n.
4759          */
4760         tx = dmu_tx_create(os);
4761         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4762         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4763         if (txg == 0)
4764                 return;
4765
4766         if (last_txg > txg)
4767                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4768
4769         for (i = 0; i < ints; i++)
4770                 value[i] = txg + object + i;
4771
4772         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4773             1, &txg, tx));
4774         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4775             ints, value, tx));
4776
4777         dmu_tx_commit(tx);
4778
4779         /*
4780          * Remove a random pair of entries.
4781          */
4782         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4783         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4784         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4785
4786         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4787
4788         if (error == ENOENT)
4789                 return;
4790
4791         ASSERT0(error);
4792
4793         tx = dmu_tx_create(os);
4794         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4795         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4796         if (txg == 0)
4797                 return;
4798         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4799         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4800         dmu_tx_commit(tx);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4805  */
4806 void
4807 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4808 {
4809         objset_t *os = zd->zd_os;
4810         ztest_od_t od[1];
4811         uint64_t object, txg;
4812
4813         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4814
4815         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4816                 return;
4817
4818         object = od[0].od_object;
4819
4820         /*
4821          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4822          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4823          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4824          */
4825         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4826                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4827                 uint64_t value = i;
4828                 dmu_tx_t *tx;
4829                 int error;
4830
4831                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4832                     id, value);
4833
4834                 tx = dmu_tx_create(os);
4835                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4836                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4837                 if (txg == 0)
4838                         return;
4839                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4840                     &value, tx);
4841                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4842                 dmu_tx_commit(tx);
4843         }
4844 }
4845
4846 /* ARGSUSED */
4847 void
4848 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4849 {
4850         objset_t *os = zd->zd_os;
4851         ztest_od_t od[1];
4852         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4853         dmu_tx_t *tx;
4854         int i, namelen, error;
4855         int micro = ztest_random(2);
4856         char name[20], string_value[20];
4857         void *data;
4858
4859         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER,
4860             0, 0, 0);
4861
4862         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4863                 return;
4864
4865         object = od[0].od_object;
4866
4867         /*
4868          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4869          * x is a random printable character and the dots are dots.
4870          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4871          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4872          */
4873         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4874
4875         for (i = 0; i < 3; i++)
4876                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4877         for (; i < namelen - 1; i++)
4878                 name[i] = '.';
4879         name[i] = '\0';
4880
4881         if ((namelen & 1) || micro) {
4882                 wsize = sizeof (txg);
4883                 wc = 1;
4884                 data = &txg;
4885         } else {
4886                 wsize = 1;
4887                 wc = namelen;
4888                 data = string_value;
4889         }
4890
4891         count = -1ULL;
4892         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4893         ASSERT(count != -1ULL);
4894
4895         /*
4896          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4897          */
4898         i = ztest_random(5);
4899
4900         if (i >= 2) {
4901                 tx = dmu_tx_create(os);
4902                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4903                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4904                 if (txg == 0)
4905                         return;
4906                 bcopy(name, string_value, namelen);
4907         } else {
4908                 tx = NULL;
4909                 txg = 0;
4910                 bzero(string_value, namelen);
4911         }
4912
4913         switch (i) {
4914
4915         case 0:
4916                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4917                 if (error == 0) {
4918                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4919                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4920                 } else {
4921                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4922                 }
4923                 break;
4924
4925         case 1:
4926                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4927                 if (error == 0) {
4928                         if (data == string_value &&
4929                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4930                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4931                                     name, data, namelen);
4932                 } else {
4933                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4934                 }
4935                 break;
4936
4937         case 2:
4938                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4939                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4940                 break;
4941
4942         case 3:
4943                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4944                 break;
4945
4946         case 4:
4947                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4948                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4949                 break;
4950         }
4951
4952         if (tx != NULL)
4953                 dmu_tx_commit(tx);
4954 }
4955
4956 /*
4957  * Commit callback data.
4958  */
4959 typedef struct ztest_cb_data {
4960         list_node_t             zcd_node;
4961         uint64_t                zcd_txg;
4962         int                     zcd_expected_err;
4963         boolean_t               zcd_added;
4964         boolean_t               zcd_called;
4965         spa_t                   *zcd_spa;
4966 } ztest_cb_data_t;
4967
4968 /* This is the actual commit callback function */
4969 static void
4970 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4971 {
4972         ztest_cb_data_t *data = arg;
4973         uint64_t synced_txg;
4974
4975         VERIFY(data != NULL);
4976         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4977         VERIFY(!data->zcd_called);
4978
4979         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4980         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4981                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4982                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4983                     synced_txg);
4984
4985         data->zcd_called = B_TRUE;
4986
4987         if (error == ECANCELED) {
4988                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4989                 ASSERT(!data->zcd_added);
4990
4991                 /*
4992                  * The private callback data should be destroyed here, but
4993                  * since we are going to check the zcd_called field after
4994                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4995                  */
4996                 return;
4997         }
4998
4999         /* Was this callback added to the global callback list? */
5000         if (!data->zcd_added)
5001                 goto out;
5002
5003         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
5004
5005         /* Remove our callback from the list */
5006         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5007         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5008         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5009
5010 out:
5011         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5012 }
5013
5014 /* Allocate and initialize callback data structure */
5015 static ztest_cb_data_t *
5016 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5017 {
5018         ztest_cb_data_t *cb_data;
5019
5020         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5021
5022         cb_data->zcd_txg = txg;
5023         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5024
5025         return (cb_data);
5026 }
5027
5028 /*
5029  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
5030  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
5031  * implementation bug.
5032  */
5033 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
5034
5035 /*
5036  * Commit callback test.
5037  */
5038 void
5039 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5040 {
5041         objset_t *os = zd->zd_os;
5042         ztest_od_t od[1];
5043         dmu_tx_t *tx;
5044         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5045         uint64_t old_txg, txg;
5046         int i, error;
5047
5048         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5049
5050         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5051                 return;
5052
5053         tx = dmu_tx_create(os);
5054
5055         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5056         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5057
5058         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5059
5060         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5061         if (ztest_random(100) == 0)
5062                 error = -1;
5063
5064         if (!error)
5065                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5066
5067         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5068
5069         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5070         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5071         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5072
5073         if (error) {
5074                 /*
5075                  * It's not a strict requirement to call the registered
5076                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5077                  * it's supposed to happen in the current implementation
5078                  * so we will check for that.
5079                  */
5080                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5081                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5082                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5083                 }
5084
5085                 dmu_tx_abort(tx);
5086
5087                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5088                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5089                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5090                 }
5091
5092                 return;
5093         }
5094
5095         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5096         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5097
5098         /*
5099          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5100          */
5101         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5102             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5103
5104         if (old_txg > txg)
5105                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
5106                     old_txg, txg);
5107
5108         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5109
5110         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5111
5112         /*
5113          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5114          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5115          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5116          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5117          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5118          * implementation.
5119          *
5120          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5121          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5122          * implementation bug..
5123          */
5124         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5125         if (tmp_cb != NULL &&
5126             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
5127                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
5128                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
5129         }
5130
5131         /*
5132          * Let's find the place to insert our callbacks.
5133          *
5134          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5135          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5136          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5137          * (from other objsets) may have sneaked in.
5138          */
5139         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5140         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5141                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5142
5143         /* Add the 3 callbacks to the list */
5144         for (i = 0; i < 3; i++) {
5145                 if (tmp_cb == NULL)
5146                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5147                 else
5148                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5149                             cb_data[i]);
5150
5151                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5152                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5153
5154                 tmp_cb = cb_data[i];
5155         }
5156
5157         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5158
5159         dmu_tx_commit(tx);
5160 }
5161
5162 /*
5163  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5164  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5165  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5166  */
5167 void
5168 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5169 {
5170         objset_t *os = zd->zd_os;
5171         uint64_t obj;
5172         int err = 0;
5173
5174         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5175                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5176                 dmu_object_info_t doi;
5177                 dmu_buf_t *db;
5178
5179                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0)
5180                         continue;
5181
5182                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5183                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5184                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5185
5186                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5187                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5188                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5189                             bt->bt_crtxg);
5190                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5191                 }
5192
5193                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5194         }
5195 }
5196
5197 /* ARGSUSED */
5198 void
5199 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5200 {
5201         zfs_prop_t proplist[] = {
5202                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5203                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5204                 ZFS_PROP_COPIES,
5205                 ZFS_PROP_DEDUP
5206         };
5207
5208         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5209
5210         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5211                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5212                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5213
5214         rw_exit(&ztest_name_lock);
5215 }
5216
5217 /* ARGSUSED */
5218 void
5219 ztest_remap_blocks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5220 {
5221         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5222
5223         int error = dmu_objset_remap_indirects(zd->zd_name);
5224         if (error == ENOSPC)
5225                 error = 0;
5226         ASSERT0(error);
5227
5228         rw_exit(&ztest_name_lock);
5229 }
5230
5231 /* ARGSUSED */
5232 void
5233 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5234 {
5235         nvlist_t *props = NULL;
5236
5237         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5238
5239         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5240             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5241
5242         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5243
5244         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5245                 dump_nvlist(props, 4);
5246
5247         nvlist_free(props);
5248
5249         rw_exit(&ztest_name_lock);
5250 }
5251
5252 static int
5253 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5254 {
5255         nvlist_t *snaps, *holds;
5256         int error;
5257
5258         snaps = fnvlist_alloc();
5259         holds = fnvlist_alloc();
5260         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5261         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5262         fnvlist_free(holds);
5263         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5264         fnvlist_free(snaps);
5265         return (error);
5266 }
5267
5268 /*
5269  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5270  */
5271 void
5272 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5273 {
5274         int error;
5275         objset_t *os = zd->zd_os;
5276         objset_t *origin;
5277         char snapname[100];
5278         char fullname[100];
5279         char clonename[100];
5280         char tag[100];
5281         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5282         nvlist_t *holds;
5283
5284         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5285
5286         dmu_objset_name(os, osname);
5287
5288         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
5289         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5290         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5291             "%s/ch1_%llu", osname, id);
5292         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
5293
5294         /*
5295          * Clean up from any previous run.
5296          */
5297         error = dsl_destroy_head(clonename);
5298         if (error != ENOENT)
5299                 ASSERT0(error);
5300         error = user_release_one(fullname, tag);
5301         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5302                 ASSERT0(error);
5303         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5304         if (error != ENOENT)
5305                 ASSERT0(error);
5306
5307         /*
5308          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5309          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5310          */
5311         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5312         if (error) {
5313                 if (error == ENOSPC) {
5314                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5315                         goto out;
5316                 }
5317                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5318         }
5319
5320         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5321         if (error) {
5322                 if (error == ENOSPC) {
5323                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5324                         goto out;
5325                 }
5326                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5327         }
5328
5329         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5330         if (error) {
5331                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5332                     fullname, error);
5333         }
5334
5335         error = dsl_destroy_head(clonename);
5336         if (error)
5337                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5338
5339         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5340         if (error != ENOENT)
5341                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5342
5343         /*
5344          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5345          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5346          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5347          */
5348         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5349         if (error) {
5350                 if (error == ENOSPC) {
5351                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5352                         goto out;
5353                 }
5354                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5355         }
5356
5357         holds = fnvlist_alloc();
5358         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5359         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5360         fnvlist_free(holds);
5361
5362         if (error == ENOSPC) {
5363                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5364                 goto out;
5365         } else if (error) {
5366                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5367                     fullname, tag, error);
5368         }
5369
5370         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5371         if (error != EBUSY) {
5372                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5373                     fullname, error);
5374         }
5375
5376         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5377         if (error) {
5378                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5379                     fullname, error);
5380         }
5381
5382         error = user_release_one(fullname, tag);
5383         if (error)
5384                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5385
5386         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5387
5388 out:
5389         rw_exit(&ztest_name_lock);
5390 }
5391
5392 /*
5393  * Inject random faults into the on-disk data.
5394  */
5395 /* ARGSUSED */
5396 void
5397 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5398 {
5399         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5400         spa_t *spa = ztest_spa;
5401         int fd;
5402         uint64_t offset;
5403         uint64_t leaves;
5404         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
5405         uint64_t top, leaf;
5406         char path0[MAXPATHLEN];
5407         char pathrand[MAXPATHLEN];
5408         size_t fsize;
5409         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5410         int iters = 1000;
5411         int maxfaults;
5412         int mirror_save;
5413         vdev_t *vd0 = NULL;
5414         uint64_t guid0 = 0;
5415         boolean_t islog = B_FALSE;
5416
5417         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5418
5419         /*
5420          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
5421          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
5422          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
5423          * blocks which may have already been damaged.
5424          */
5425         if (ztest_device_removal_active) {
5426                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5427                 return;
5428         }
5429
5430         maxfaults = MAXFAULTS();
5431         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5432         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5433         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5434
5435         ASSERT(leaves >= 1);
5436
5437         /*
5438          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5439          * which don't like to have their vdevs changed while
5440          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5441          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5442          */
5443         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5444
5445         /*
5446          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5447          */
5448         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5449
5450         if (ztest_random(2) == 0) {
5451                 /*
5452                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5453                  */
5454                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5455                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5456
5457                 /*
5458                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5459                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5460                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5461                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5462                  */
5463                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
5464                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5465                     top * leaves + zs->zs_splits);
5466                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
5467                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5468                     top * leaves + leaf);
5469
5470                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5471                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5472                         islog = B_TRUE;
5473
5474                 /*
5475                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5476                  * then we only allow faults on the device that is
5477                  * resilvering.
5478                  */
5479                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5480                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5481                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5482                         /*
5483                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5484                          * or unwriteable, or reach behind its back
5485                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5486                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5487                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5488                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5489                          * combination of this with injection of random data
5490                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5491                          */
5492                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5493
5494                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
5495                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
5496
5497                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5498                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5499                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5500                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5501                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5502                         } else {
5503                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5504                         }
5505                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5506                 }
5507         } else {
5508                 /*
5509                  * Inject errors on an l2cache device.
5510                  */
5511                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5512
5513                 if (sav->sav_count == 0) {
5514                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5515                         rw_exit(&ztest_name_lock);
5516                         return;
5517                 }
5518                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5519                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5520                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5521                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5522
5523                 leaf = 0;
5524                 leaves = 1;
5525                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5526         }
5527
5528         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5529         rw_exit(&ztest_name_lock);
5530
5531         /*
5532          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5533          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5534          */
5535         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5536                 if (ztest_random(10) < 6) {
5537                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5538                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5539
5540                         /*
5541                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5542                          * prevent a race between offlining a slog and
5543                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5544                          * grab a reference on the dataset which may cause
5545                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
5546                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5547                          */
5548                         if (islog)
5549                                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5550
5551                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5552
5553                         if (islog)
5554                                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5555                 } else {
5556                         /*
5557                          * Ideally we would like to be able to randomly
5558                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5559                          * to force unpredictable failures but the side
5560                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5561                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5562                          * prevent a race between injection testing and
5563                          * aux_vdev removal.
5564                          */
5565                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5566                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5567                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5568                 }
5569         }
5570
5571         if (maxfaults == 0)
5572                 return;
5573
5574         /*
5575          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5576          */
5577         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5578
5579         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
5580                 return;
5581
5582         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5583
5584         while (--iters != 0) {
5585                 /*
5586                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5587                  * we do not inject a given logical block with errors
5588                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5589                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5590                  *
5591                  * We divide each leaf into chunks of size
5592                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5593                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5594                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5595                  * The error injection ranges are separated by ranges
5596                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5597                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5598                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5599                  * a target in two different injection ranges (on different
5600                  * leaf vdevs).
5601                  *
5602                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5603                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5604                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5605                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5606                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5607                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5608                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5609                  */
5610                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5611                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5612                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5613
5614                 /*
5615                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5616                  *
5617                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5618                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5619                  * because we also damage (parts of) the other side of
5620                  * the mirror/raidz.
5621                  *
5622                  * Additionally, we will always have both an even and an
5623                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5624                  * middle of vdev_config_sync().
5625                  */
5626                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5627                         continue;
5628
5629                 /*
5630                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5631                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5632                  * sizeof (vdev_label_t).
5633                  */
5634                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5635                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5636                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5637                         continue;
5638
5639                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5640                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5641                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5642                         (void) close(fd);
5643                         return;
5644                 }
5645
5646                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5647                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5648                             offset, pathrand);
5649
5650                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5651
5652                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5653                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5654                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5655         }
5656
5657         (void) close(fd);
5658 }
5659
5660 /*
5661  * Verify that DDT repair works as expected.
5662  */
5663 void
5664 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5665 {
5666         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5667         spa_t *spa = ztest_spa;
5668         objset_t *os = zd->zd_os;
5669         ztest_od_t od[1];
5670         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5671         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5672         dmu_buf_t *db;
5673         dmu_tx_t *tx;
5674         abd_t *abd;
5675         blkptr_t blk;
5676         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5677
5678         blocksize = ztest_random_blocksize();
5679         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5680
5681         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
5682             0, 0);
5683
5684         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5685                 return;
5686
5687         /*
5688          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5689          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5690          */
5691         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5692
5693         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5694             B_FALSE) != 0 ||
5695             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5696             B_FALSE) != 0) {
5697                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5698                 return;
5699         }
5700
5701         dmu_objset_stats_t dds;
5702         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5703         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5704         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5705
5706         object = od[0].od_object;
5707         blocksize = od[0].od_blocksize;
5708         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5709
5710         ASSERT(object != 0);
5711
5712         tx = dmu_tx_create(os);
5713         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5714         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5715         if (txg == 0) {
5716                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5717                 return;
5718         }
5719
5720         /*
5721          * Write all the copies of our block.
5722          */
5723         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5724                 uint64_t offset = i * blocksize;
5725                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5726                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5727                 if (error != 0) {
5728                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5729                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5730                 }
5731                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5732                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5733                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5734                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5735                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5736                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5737                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5738         }
5739
5740         dmu_tx_commit(tx);
5741         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5742
5743         /*
5744          * Find out what block we got.
5745          */
5746         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5747             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5748         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5749         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5750
5751         /*
5752          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5753          */
5754         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5755         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5756         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5757
5758         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5759             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5760             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5761
5762         abd_free(abd);
5763
5764         rw_exit(&ztest_name_lock);
5765 }
5766
5767 /*
5768  * Scrub the pool.
5769  */
5770 /* ARGSUSED */
5771 void
5772 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5773 {
5774         spa_t *spa = ztest_spa;
5775
5776         /*
5777          * Scrub in progress by device removal.
5778          */
5779         if (ztest_device_removal_active)
5780                 return;
5781
5782         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5783         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5784         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5785 }
5786
5787 /*
5788  * Change the guid for the pool.
5789  */
5790 /* ARGSUSED */
5791 void
5792 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5793 {
5794         spa_t *spa = ztest_spa;
5795         uint64_t orig, load;
5796         int error;
5797
5798         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
5799                 return;
5800
5801         orig = spa_guid(spa);
5802         load = spa_load_guid(spa);
5803
5804         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5805         error = spa_change_guid(spa);
5806         rw_exit(&ztest_name_lock);
5807
5808         if (error != 0)
5809                 return;
5810
5811         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5812                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5813                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5814         }
5815
5816         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5817         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5818 }
5819
5820 static vdev_t *
5821 ztest_random_concrete_vdev_leaf(vdev_t *vd)
5822 {
5823         if (vd == NULL)
5824                 return (NULL);
5825
5826         if (vd->vdev_children == 0)
5827                 return (vd);
5828
5829         vdev_t *eligible[vd->vdev_children];
5830         int eligible_idx = 0, i;
5831         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
5832                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[i];
5833                 if (cvd->vdev_top->vdev_removing)
5834                         continue;
5835                 if (cvd->vdev_children > 0 ||
5836                     (vdev_is_concrete(cvd) && !cvd->vdev_detached)) {
5837                         eligible[eligible_idx++] = cvd;
5838                 }
5839         }
5840         VERIFY(eligible_idx > 0);
5841
5842         uint64_t child_no = ztest_random(eligible_idx);
5843         return (ztest_random_concrete_vdev_leaf(eligible[child_no]));
5844 }
5845
5846 /* ARGSUSED */
5847 void
5848 ztest_initialize(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5849 {
5850         spa_t *spa = ztest_spa;
5851         int error = 0;
5852
5853         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5854
5855         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
5856
5857         /* Random leaf vdev */
5858         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
5859         if (rand_vd == NULL) {
5860                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5861                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5862                 return;
5863         }
5864
5865         /*
5866          * The random vdev we've selected may change as soon as we
5867          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
5868          * we're interested in.
5869          */
5870         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
5871         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
5872         boolean_t active = rand_vd->vdev_initialize_thread != NULL;
5873
5874         zfs_dbgmsg("vd %p, guid %llu", rand_vd, guid);
5875         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5876
5877         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_INITIALIZE_FUNCS);
5878         error = spa_vdev_initialize(spa, guid, cmd);
5879         switch (cmd) {
5880         case POOL_INITIALIZE_CANCEL:
5881                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5882                         (void) printf("Cancel initialize %s", path);
5883                         if (!active)
5884                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5885                         (void) printf("\n");
5886                 }
5887                 break;
5888         case POOL_INITIALIZE_DO:
5889                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5890                         (void) printf("Start initialize %s", path);
5891                         if (active && error == 0)
5892                                 (void) printf(" failed (already active)");
5893                         else if (error != 0)
5894                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
5895                         (void) printf("\n");
5896                 }
5897                 break;
5898         case POOL_INITIALIZE_SUSPEND:
5899                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5900                         (void) printf("Suspend initialize %s", path);
5901                         if (!active)
5902                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5903                         (void) printf("\n");
5904                 }
5905                 break;
5906         }
5907         free(path);
5908         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5909 }
5910
5911 /*
5912  * Verify pool integrity by running zdb.
5913  */
5914 static void
5915 ztest_run_zdb(char *pool)
5916 {
5917         int status;
5918         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5919         char zbuf[1024];
5920         char *bin;
5921         char *ztest;
5922         char *isa;
5923         int isalen;
5924         FILE *fp;
5925
5926         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5927
5928         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5929         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5930         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5931         isa = bin + 8;
5932         isalen = ztest - isa;
5933         isa = strdup(isa);
5934         /* LINTED */
5935         (void) sprintf(bin,
5936             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -G -d -U %s "
5937             "-o zfs_reconstruct_indirect_combinations_max=65536 %s",
5938             isalen,
5939             isa,
5940             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5941             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5942             spa_config_path,
5943             pool);
5944         free(isa);
5945
5946         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5947                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5948
5949         fp = popen(zdb, "r");
5950         assert(fp != NULL);
5951
5952         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5953                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5954                         (void) printf("%s", zbuf);
5955
5956         status = pclose(fp);
5957
5958         if (status == 0)
5959                 return;
5960
5961         ztest_dump_core = 0;
5962         if (WIFEXITED(status))
5963                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5964         else
5965                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5966 }
5967
5968 static void
5969 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5970 {
5971         spa_t *spa = NULL;
5972
5973         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5974                 (void) printf("%s\n", header);
5975
5976         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5977         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5978                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5979                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5980         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5981 }
5982
5983 static void
5984 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5985 {
5986         nvlist_t *config, *newconfig;
5987         uint64_t pool_guid;
5988         spa_t *spa;
5989         int error;
5990
5991         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5992                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5993                     oldname, newname);
5994         }
5995
5996         /*
5997          * Clean up from previous runs.
5998          */
5999         (void) spa_destroy(newname);
6000
6001         /*
6002          * Get the pool's configuration and guid.
6003          */
6004         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6005
6006         /*
6007          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
6008          */
6009         if (ztest_random(2) == 0)
6010                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6011
6012         pool_guid = spa_guid(spa);
6013         spa_close(spa, FTAG);
6014
6015         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
6016
6017         /*
6018          * Export it.
6019          */
6020         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
6021
6022         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
6023
6024         /*
6025          * Try to import it.
6026          */
6027         newconfig = spa_tryimport(config);
6028         ASSERT(newconfig != NULL);
6029         nvlist_free(newconfig);
6030
6031         /*
6032          * Import it under the new name.
6033          */
6034         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
6035         if (error != 0) {
6036                 dump_nvlist(config, 0);
6037                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
6038                     oldname, newname, error);
6039         }
6040
6041         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
6042
6043         /*
6044          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
6045          */
6046         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
6047
6048         /*
6049          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
6050          */
6051         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
6052
6053         /*
6054          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
6055          */
6056         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6057
6058         /*
6059          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
6060          */
6061         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6062         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6063         spa_close(spa, FTAG);
6064
6065         nvlist_free(config);
6066 }
6067
6068 static void
6069 ztest_resume(spa_t *spa)
6070 {
6071         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6072                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6073         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6074         vdev_clear(spa, NULL);
6075         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6076         (void) zio_resume(spa);
6077 }
6078
6079 static void *
6080 ztest_resume_thread(void *arg)
6081 {
6082         spa_t *spa = arg;
6083
6084         while (!ztest_exiting) {
6085                 if (spa_suspended(spa))
6086                         ztest_resume(spa);
6087                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6088
6089                 /*
6090                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6091                  */
6092                 if (ztest_random(10) == 0)
6093                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6094
6095                 /*
6096                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6097                  */
6098                 if (ztest_random(10) == 0)
6099                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6100         }
6101         return (NULL);
6102 }
6103
6104 static void *
6105 ztest_deadman_thread(void *arg)
6106 {
6107         ztest_shared_t *zs = arg;
6108         spa_t *spa = ztest_spa;
6109         hrtime_t delta, total = 0;
6110
6111         for (;;) {
6112                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
6113                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
6114
6115                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
6116
6117                 /*
6118                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
6119                  * check to see if the pool is making any progress. If
6120                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
6121                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
6122                  */
6123                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
6124                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
6125                             "pool has transitioned to a suspended state.",
6126                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
6127                         return (NULL);
6128                 }
6129                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
6130
6131                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
6132                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
6133                     total);
6134         }
6135 }
6136
6137 static void
6138 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6139 {
6140         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6141         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6142         hrtime_t functime = gethrtime();
6143
6144         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6145                 zi->zi_func(zd, id);
6146
6147         functime = gethrtime() - functime;
6148
6149         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6150         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6151
6152         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6153                 Dl_info dli;
6154                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6155                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6156                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
6157         }
6158 }
6159
6160 static void *
6161 ztest_thread(void *arg)
6162 {
6163         int rand;
6164         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6165         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6166         uint64_t call_next;
6167         hrtime_t now;
6168         ztest_info_t *zi;
6169         ztest_shared_callstate_t *zc;
6170
6171         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6172                 /*
6173                  * See if it's time to force a crash.
6174                  */
6175                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6176                         ztest_kill(zs);
6177
6178                 /*
6179                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6180                  */
6181                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6182                         break;
6183
6184                 /*
6185                  * Pick a random function to execute.
6186                  */
6187                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6188                 zi = &ztest_info[rand];
6189                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6190                 call_next = zc->zc_next;
6191
6192                 if (now >= call_next &&
6193                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6194                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6195                         ztest_execute(rand, zi, id);
6196                 }
6197         }
6198
6199         return (NULL);
6200 }
6201
6202 static void
6203 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6204 {
6205         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6206 }
6207
6208 static void
6209 ztest_dataset_destroy(int d)
6210 {
6211         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6212
6213         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6214
6215         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6216                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6217
6218         /*
6219          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6220          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6221          * so there may be more than one thing to clean up.
6222          */
6223         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6224             t += ztest_opts.zo_datasets) {
6225                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6226         }
6227
6228         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6229             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6230 }
6231
6232 static void
6233 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6234 {
6235         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6236
6237         /*
6238          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6239          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6240          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6241          * If not, we have an object leak.
6242          *
6243          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6244          * when the open-context and syncing-context values agree.
6245          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6246          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6247          */
6248         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6249         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6250         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6251 }
6252
6253 static int
6254 ztest_dataset_open(int d)
6255 {
6256         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6257         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6258         objset_t *os;
6259         zilog_t *zilog;
6260         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6261         int error;
6262
6263         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6264
6265         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
6266
6267         error = ztest_dataset_create(name);
6268         if (error == ENOSPC) {
6269                 rw_exit(&ztest_name_lock);
6270                 ztest_record_enospc(FTAG);
6271                 return (error);
6272         }
6273         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6274
6275         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
6276         rw_exit(&ztest_name_lock);
6277
6278         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6279
6280         zilog = zd->zd_zilog;
6281
6282         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6283             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6284                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6285                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6286
6287         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6288
6289         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6290
6291         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6292
6293         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6294                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6295                     zd->zd_name,
6296                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6297                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6298                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6299
6300         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6301
6302         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6303             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6304                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6305                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6306
6307         return (0);
6308 }
6309
6310 static void
6311 ztest_dataset_close(int d)
6312 {
6313         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6314
6315         zil_close(zd->zd_zilog);
6316         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
6317
6318         ztest_zd_fini(zd);
6319 }
6320
6321 /*
6322  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6323  */
6324 static void
6325 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6326 {
6327         thread_t *tid;
6328         spa_t *spa;
6329         objset_t *os;
6330         thread_t resume_tid;
6331         int error;
6332
6333         ztest_exiting = B_FALSE;
6334
6335         /*
6336          * Initialize parent/child shared state.
6337          */
6338         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6339         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6340         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6341
6342         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6343         zs->zs_thread_stop =
6344             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6345         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6346         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6347         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6348                 zs->zs_thread_kill -=
6349                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6350         }
6351
6352         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6353
6354         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6355             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6356
6357         /*
6358          * Open our pool.
6359          */
6360         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6361         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6362         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6363         ztest_spa = spa;
6364
6365         dmu_objset_stats_t dds;
6366         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6367             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6368         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6369         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6370         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6371         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6372         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6373
6374         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6375
6376         /*
6377          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6378          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6379          * the only valid replica.
6380          */
6381         if (MAXFAULTS() == 0)
6382                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6383         else
6384                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6385
6386         /*
6387          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6388          */
6389         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
6390             &resume_tid) == 0);
6391
6392         /*
6393          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
6394          */
6395         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
6396             NULL) == 0);
6397
6398         /*
6399          * Verify that we can safely inquire about any object,
6400          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6401          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6402          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6403          */
6404         for (int t = 0; t < 64; t++) {
6405                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
6406                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6407                             (1ULL << t) + d, NULL);
6408                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6409                             error == EINVAL);
6410                 }
6411         }
6412
6413         /*
6414          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6415          */
6416         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6417                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6418                 ztest_dataset_destroy(d);
6419         }
6420         zs->zs_enospc_count = 0;
6421
6422         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
6423             UMEM_NOFAIL);
6424
6425         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6426                 (void) printf("starting main threads...\n");
6427
6428         /*
6429          * Kick off all the tests that run in parallel.
6430          */
6431         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6432                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6433                     ztest_dataset_open(t) != 0)
6434                         return;
6435                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
6436                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
6437         }
6438
6439         /*
6440          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6441          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6442          */
6443         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6444                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
6445                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6446                         ztest_dataset_close(t);
6447         }
6448
6449         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6450
6451         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6452         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6453         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
6454
6455         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
6456
6457         /* Kill the resume thread */
6458         ztest_exiting = B_TRUE;
6459         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
6460         ztest_resume(spa);
6461
6462         /*
6463          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6464          * spa_close() should wait for it to complete.
6465          */
6466         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++) {
6467                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6468                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6469         }
6470
6471         spa_close(spa, FTAG);
6472
6473         /*
6474          * Verify that we can loop over all pools.
6475          */
6476         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6477         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6478                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6479                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6480         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6481
6482         /*
6483          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6484          * different name.
6485          */
6486         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
6487                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6488                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6489                     ztest_opts.zo_pool);
6490                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6491                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6492         }
6493
6494         kernel_fini();
6495
6496         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6497
6498         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6499
6500         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6501         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6502         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6503 }
6504
6505 static void
6506 ztest_freeze(void)
6507 {
6508         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6509         spa_t *spa;
6510         int numloops = 0;
6511
6512         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6513                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6514
6515         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6516         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6517         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6518         ztest_spa = spa;
6519
6520         /*
6521          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6522          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6523          * the log chain won't be anchored.
6524          */
6525         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6526                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6527                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6528         }
6529
6530         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6531
6532         /*
6533          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6534          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6535          */
6536         spa_freeze(spa);
6537
6538         /*
6539          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6540          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6541          * capacity.
6542          */
6543         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6544
6545         /*
6546          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6547          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6548          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6549          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6550          * The ZIL should be OK with that.
6551          *
6552          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6553          * not run out of space on the pool.
6554          */
6555         while (ztest_random(10) != 0 &&
6556             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6557             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6558                 ztest_od_t od;
6559                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6560                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6561                 ztest_io(zd, od.od_object,
6562                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6563                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6564         }
6565
6566         /*
6567          * Commit all of the changes we just generated.
6568          */
6569         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6570         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6571
6572         /*
6573          * Close our dataset and close the pool.
6574          */
6575         ztest_dataset_close(0);
6576         spa_close(spa, FTAG);
6577         kernel_fini();
6578
6579         /*
6580          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6581          */
6582         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6583         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6584         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6585         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6586         ztest_dataset_close(0);
6587
6588         ztest_spa = spa;
6589         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6590         ztest_reguid(NULL, 0);
6591
6592         spa_close(spa, FTAG);
6593         kernel_fini();
6594 }
6595
6596 void
6597 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6598 {
6599         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6600         hrtime_t m = s / 60;
6601         hrtime_t h = m / 60;
6602         hrtime_t d = h / 24;
6603
6604         s -= m * 60;
6605         m -= h * 60;
6606         h -= d * 24;
6607
6608         timebuf[0] = '\0';
6609
6610         if (d)
6611                 (void) sprintf(timebuf,
6612                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6613         else if (h)
6614                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6615         else if (m)
6616                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6617         else
6618                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6619 }
6620
6621 static nvlist_t *
6622 make_random_props()
6623 {
6624         nvlist_t *props;
6625
6626         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6627
6628         if (ztest_random(2) == 0)
6629                 return (props);
6630         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6631
6632         return (props);
6633 }
6634
6635 /*
6636  * Import a storage pool with the given name.
6637  */
6638 static void
6639 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
6640 {
6641         libzfs_handle_t *hdl;
6642         importargs_t args = { 0 };
6643         spa_t *spa;
6644         nvlist_t *cfg = NULL;
6645         int nsearch = 1;
6646         char *searchdirs[nsearch];
6647         char *name = ztest_opts.zo_pool;
6648         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
6649         int error;
6650
6651         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6652         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6653
6654         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6655         hdl = libzfs_init();
6656
6657         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
6658         args.paths = nsearch;
6659         args.path = searchdirs;
6660         args.can_be_active = B_FALSE;
6661
6662         error = zpool_tryimport(hdl, name, &cfg, &args);
6663         if (error)
6664                 (void) fatal(0, "No pools found\n");
6665
6666         VERIFY0(spa_import(name, cfg, NULL, flags));
6667         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
6668         zs->zs_metaslab_sz =
6669             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6670         spa_close(spa, FTAG);
6671
6672         libzfs_fini(hdl);
6673         kernel_fini();
6674
6675         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6676                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6677                 ztest_freeze();
6678                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6679         }
6680
6681         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6682         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6683 }
6684
6685 /*
6686  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6687  * Then test spa_freeze() functionality.
6688  */
6689 static void
6690 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6691 {
6692         spa_t *spa;
6693         nvlist_t *nvroot, *props;
6694
6695         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6696         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6697         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6698
6699         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6700
6701         /*
6702          * Create the storage pool.
6703          */
6704         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6705         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6706         zs->zs_splits = 0;
6707         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6708         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6709             NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6710         props = make_random_props();
6711         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6712                 char buf[1024];
6713                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
6714                     spa_feature_table[i].fi_uname);
6715                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6716         }
6717         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6718         nvlist_free(nvroot);
6719         nvlist_free(props);
6720
6721         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6722         zs->zs_metaslab_sz =
6723             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6724
6725         spa_close(spa, FTAG);
6726
6727         kernel_fini();
6728
6729         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6730                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6731                 ztest_freeze();
6732                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6733         }
6734
6735         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6736         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6737         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6738 }
6739
6740 static void
6741 setup_data_fd(void)
6742 {
6743         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6744
6745         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6746         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6747         (void) unlink(ztest_name_data);
6748 }
6749
6750
6751 static int
6752 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6753 {
6754         int size;
6755
6756         size = hdr->zh_hdr_size;
6757         size += hdr->zh_opts_size;
6758         size += hdr->zh_size;
6759         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6760         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6761
6762         return (size);
6763 }
6764
6765 static void
6766 setup_hdr(void)
6767 {
6768         int size;
6769         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6770
6771         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6772             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6773         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6774
6775         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6776
6777         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6778         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6779         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6780         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6781         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6782         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6783         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6784
6785         size = shared_data_size(hdr);
6786         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6787
6788         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6789 }
6790
6791 static void
6792 setup_data(void)
6793 {
6794         int size, offset;
6795         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6796         uint8_t *buf;
6797
6798         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6799             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6800         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6801
6802         size = shared_data_size(hdr);
6803
6804         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6805         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6806             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6807         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6808         buf = (uint8_t *)hdr;
6809
6810         offset = hdr->zh_hdr_size;
6811         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6812         offset += hdr->zh_opts_size;
6813         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6814         offset += hdr->zh_size;
6815         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6816         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6817         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6818 }
6819
6820 static boolean_t
6821 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6822 {
6823         pid_t pid;
6824         int status;
6825         char *cmdbuf = NULL;
6826
6827         pid = fork();
6828
6829         if (cmd == NULL) {
6830                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6831                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6832                 cmd = cmdbuf;
6833         }
6834
6835         if (pid == -1)
6836                 fatal(1, "fork failed");
6837
6838         if (pid == 0) { /* child */
6839                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6840                 char fd_data_str[12];
6841
6842                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6843                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6844
6845                 (void) close(ztest_fd_rand);
6846                 VERIFY3U(11, >=,
6847                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6848                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6849
6850                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6851                 if (libpath != NULL)
6852                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6853 #ifdef illumos
6854                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6855 #else
6856                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6857 #endif
6858                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6859                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6860         }
6861
6862         if (cmdbuf != NULL) {
6863                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6864                 cmd = NULL;
6865         }
6866
6867         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6868                 continue;
6869         if (statusp != NULL)
6870                 *statusp = status;
6871
6872         if (WIFEXITED(status)) {
6873                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6874                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6875                             WEXITSTATUS(status));
6876                         exit(2);
6877                 }
6878                 return (B_FALSE);
6879         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6880                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6881                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6882                             WTERMSIG(status));
6883                         exit(3);
6884                 }
6885                 return (B_TRUE);
6886         } else {
6887                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6888                 exit(4);
6889                 /* NOTREACHED */
6890         }
6891 }
6892
6893 static void
6894 ztest_run_init(void)
6895 {
6896         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6897
6898         /*
6899          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6900          */
6901         (void) remove(spa_config_path);
6902
6903         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
6904                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
6905                         (void) printf("Importing pool %s\n",
6906                             ztest_opts.zo_pool);
6907                 ztest_import(zs);
6908                 return;
6909         }
6910
6911         /*
6912          * Create and initialize our storage pool.
6913          */
6914         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6915                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6916                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6917                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6918                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6919                 }
6920                 ztest_init(zs);
6921         }
6922 }
6923
6924 int
6925 main(int argc, char **argv)
6926 {
6927         int kills = 0;
6928         int iters = 0;
6929         int older = 0;
6930         int newer = 0;
6931         ztest_shared_t *zs;
6932         ztest_info_t *zi;
6933         ztest_shared_callstate_t *zc;
6934         char timebuf[100];
6935         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
6936         char *cmd;
6937         boolean_t hasalt;
6938         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6939
6940         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6941
6942         dprintf_setup(&argc, argv);
6943         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6944         /*
6945          * As two-word space map entries may not come up often (especially
6946          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
6947          * of them so the feature get tested.
6948          */
6949         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
6950
6951         /*
6952          * Verify that even extensively damaged split blocks with many
6953          * segments can be reconstructed in a reasonable amount of time
6954          * when reconstruction is known to be possible.
6955          */
6956         zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction = 4;
6957
6958         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6959         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6960
6961         if (!fd_data_str) {
6962                 process_options(argc, argv);
6963
6964                 setup_data_fd();
6965                 setup_hdr();
6966                 setup_data();
6967                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6968                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6969         } else {
6970                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6971                 setup_data();
6972                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6973         }
6974         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6975
6976         /* Override location of zpool.cache */
6977         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6978             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6979
6980         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6981             UMEM_NOFAIL);
6982         zs = ztest_shared;
6983
6984         if (fd_data_str) {
6985                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
6986                 metaslab_df_alloc_threshold =
6987                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6988
6989                 if (zs->zs_do_init)
6990                         ztest_run_init();
6991                 else
6992                         ztest_run(zs);
6993                 exit(0);
6994         }
6995
6996         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6997
6998         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6999                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
7000                     " %llu seconds...\n",
7001                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
7002                     ztest_opts.zo_datasets,
7003                     ztest_opts.zo_threads,
7004                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
7005         }
7006
7007         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
7008         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
7009
7010         zs->zs_do_init = B_TRUE;
7011         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
7012                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7013                         (void) printf("Executing older ztest for "
7014                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
7015                 }
7016                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7017                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
7018         } else {
7019                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
7020         }
7021         zs->zs_do_init = B_FALSE;
7022
7023         zs->zs_proc_start = gethrtime();
7024         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
7025
7026         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7027                 zi = &ztest_info[f];
7028                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7029                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
7030                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
7031                 else
7032                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
7033                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
7034         }
7035
7036         /*
7037          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
7038          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
7039          * to verify that we never lose on-disk consistency.
7040          */
7041         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
7042                 int status;
7043                 boolean_t killed;
7044
7045                 /*
7046                  * Initialize the workload counters for each function.
7047                  */
7048                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7049                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7050                         zc->zc_count = 0;
7051                         zc->zc_time = 0;
7052                 }
7053
7054                 /* Set the allocation switch size */
7055                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
7056                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
7057
7058                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
7059                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7060                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
7061                                     cmd);
7062                         }
7063                         newer++;
7064                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
7065                 } else {
7066                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7067                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
7068                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
7069                         }
7070                         older++;
7071                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7072                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
7073                 }
7074
7075                 if (killed)
7076                         kills++;
7077                 iters++;
7078
7079                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7080                         hrtime_t now = gethrtime();
7081
7082                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
7083                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
7084                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
7085
7086                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
7087                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
7088                             iters,
7089                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
7090                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
7091                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
7092                             numbuf,
7093                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
7094                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
7095                 }
7096
7097                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
7098                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
7099                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7100                             "Calls", "Time", "Function");
7101                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7102                             "-----", "----", "--------");
7103                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7104                                 Dl_info dli;
7105
7106                                 zi = &ztest_info[f];
7107                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7108                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
7109                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
7110                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
7111                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
7112                                     dli.dli_sname);
7113                         }
7114                         (void) printf("\n");
7115                 }
7116
7117                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
7118                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7119         }
7120
7121         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7122                 if (hasalt) {
7123                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7124                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7125                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7126                             cmd);
7127                 }
7128                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7129                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7130         }
7131
7132         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7133
7134         return (0);
7135 }