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