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

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2017 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2012 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
  26  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  27  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  28  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
  29  * Copyright 2017 RackTop Systems.
  30  */
  31
  32 /*
  33  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  34  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  35  *
  36  * The overall design of the ztest program is as follows:
  37  *
  38  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  39  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  40  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  41  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  42  *
  43  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  44  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  45  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  46  *
  47  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  48  *     verify that self-healing data really works.
  49  *
  50  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  51  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  52  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  53  *
  54  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  55  *     we run the entire test in a child of the main process.
  56  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  57  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  58  *     The parent then runs the test again, using the existing
  59  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  60  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  61  *     of ztest after a SIGKILL.
  62  *
  63  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  64  *     many of the functional tests record the transaction group number
  65  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  66  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  67  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  68  *
  69  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  70  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  71  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  72  *
  73  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  74  *
  75  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  76  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  77  *
  78  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  79  *
  80  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  81  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  82  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  83  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  84  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  85  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  86  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  87  */
  88
  89 #include <sys/zfs_context.h>
  90 #include <sys/spa.h>
  91 #include <sys/dmu.h>
  92 #include <sys/txg.h>
  93 #include <sys/dbuf.h>
  94 #include <sys/zap.h>
  95 #include <sys/dmu_objset.h>
  96 #include <sys/poll.h>
  97 #include <sys/stat.h>
  98 #include <sys/time.h>
  99 #include <sys/wait.h>
 100 #include <sys/mman.h>
 101 #include <sys/resource.h>
 102 #include <sys/zio.h>
 103 #include <sys/zil.h>
 104 #include <sys/zil_impl.h>
 105 #include <sys/vdev_impl.h>
 106 #include <sys/vdev_file.h>
 107 #include <sys/vdev_initialize.h>
 108 #include <sys/spa_impl.h>
 109 #include <sys/metaslab_impl.h>
 110 #include <sys/dsl_prop.h>
 111 #include <sys/dsl_dataset.h>
 112 #include <sys/dsl_destroy.h>
 113 #include <sys/dsl_scan.h>
 114 #include <sys/zio_checksum.h>
 115 #include <sys/refcount.h>
 116 #include <sys/zfeature.h>
 117 #include <sys/dsl_userhold.h>
 118 #include <sys/abd.h>
 119 #include <stdio.h>
 120 #include <stdio_ext.h>
 121 #include <stdlib.h>
 122 #include <unistd.h>
 123 #include <signal.h>
 124 #include <umem.h>
 125 #include <dlfcn.h>
 126 #include <ctype.h>
 127 #include <math.h>
 128 #include <errno.h>
 129 #include <sys/fs/zfs.h>
 130 #include <libnvpair.h>
 131 #include <libcmdutils.h>
 132
 133 static int ztest_fd_data = -1;
 134 static int ztest_fd_rand = -1;
 135
 136 typedef struct ztest_shared_hdr {
 137         uint64_t        zh_hdr_size;
 138         uint64_t        zh_opts_size;
 139         uint64_t        zh_size;
 140         uint64_t        zh_stats_size;
 141         uint64_t        zh_stats_count;
 142         uint64_t        zh_ds_size;
 143         uint64_t        zh_ds_count;
 144 } ztest_shared_hdr_t;
 145
 146 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 147
 148 typedef struct ztest_shared_opts {
 149         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 150         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 151         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 152         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 153         uint64_t zo_vdevs;
 154         uint64_t zo_vdevtime;
 155         size_t zo_vdev_size;
 156         int zo_ashift;
 157         int zo_mirrors;
 158         int zo_raidz;
 159         int zo_raidz_parity;
 160         int zo_datasets;
 161         int zo_threads;
 162         uint64_t zo_passtime;
 163         uint64_t zo_killrate;
 164         int zo_verbose;
 165         int zo_init;
 166         uint64_t zo_time;
 167         uint64_t zo_maxloops;
 168         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
 169 } ztest_shared_opts_t;
 170
 171 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 172         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 173         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 174         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 175         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 176         .zo_vdevs = 5,
 177         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 178         .zo_mirrors = 2,
 179         .zo_raidz = 4,
 180         .zo_raidz_parity = 1,
 181         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
 182         .zo_datasets = 7,
 183         .zo_threads = 23,
 184         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 185         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 186         .zo_verbose = 0,
 187         .zo_init = 1,
 188         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 189         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 190         .zo_metaslab_force_ganging = 32 << 10
 191 };
 192
 193 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
 194 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 195 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 196 extern int metaslab_preload_limit;
 197 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 198 extern boolean_t zfs_abd_scatter_enabled;
 199 extern int dmu_object_alloc_chunk_shift;
 200 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
 201
 202 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 203 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 204
 205 typedef struct ztest_shared_ds {
 206         uint64_t        zd_seq;
 207 } ztest_shared_ds_t;
 208
 209 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 210 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 211
 212 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 213 #define MAXFAULTS() \
 214         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 215
 216 enum ztest_io_type {
 217         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 218         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 219         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 220         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 221         ZTEST_IO_SETATTR,
 222         ZTEST_IO_REWRITE,
 223         ZTEST_IO_TYPES
 224 };
 225
 226 typedef struct ztest_block_tag {
 227         uint64_t        bt_magic;
 228         uint64_t        bt_objset;
 229         uint64_t        bt_object;
 230         uint64_t        bt_dnodesize;
 231         uint64_t        bt_offset;
 232         uint64_t        bt_gen;
 233         uint64_t        bt_txg;
 234         uint64_t        bt_crtxg;
 235 } ztest_block_tag_t;
 236
 237 typedef struct bufwad {
 238         uint64_t        bw_index;
 239         uint64_t        bw_txg;
 240         uint64_t        bw_data;
 241 } bufwad_t;
 242
 243 /*
 244  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 245  */
 246 typedef enum {
 247         RL_READER,
 248         RL_WRITER,
 249         RL_APPEND
 250 } rl_type_t;
 251
 252 typedef struct rll {
 253         void            *rll_writer;
 254         int             rll_readers;
 255         kmutex_t        rll_lock;
 256         kcondvar_t      rll_cv;
 257 } rll_t;
 258
 259 typedef struct rl {
 260         uint64_t        rl_object;
 261         uint64_t        rl_offset;
 262         uint64_t        rl_size;
 263         rll_t           *rl_lock;
 264 } rl_t;
 265
 266 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 267 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 268
 269 /*
 270  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 271  */
 272 typedef struct ztest_od {
 273         uint64_t        od_dir;
 274         uint64_t        od_object;
 275         dmu_object_type_t od_type;
 276         dmu_object_type_t od_crtype;
 277         uint64_t        od_blocksize;
 278         uint64_t        od_crblocksize;
 279         uint64_t        od_crdnodesize;
 280         uint64_t        od_gen;
 281         uint64_t        od_crgen;
 282         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 283 } ztest_od_t;
 284
 285 /*
 286  * Per-dataset state.
 287  */
 288 typedef struct ztest_ds {
 289         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 290         objset_t        *zd_os;
 291         krwlock_t       zd_zilog_lock;
 292         zilog_t         *zd_zilog;
 293         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 294         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 295         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 296         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 297         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 298 } ztest_ds_t;
 299
 300 /*
 301  * Per-iteration state.
 302  */
 303 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 304
 305 typedef struct ztest_info {
 306         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 307         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 308         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 309 } ztest_info_t;
 310
 311 typedef struct ztest_shared_callstate {
 312         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 313         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 314         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 315 } ztest_shared_callstate_t;
 316
 317 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 318 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 319
 320 /*
 321  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 322  */
 323 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 324 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 325 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 326 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
 327 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 328 ztest_func_t ztest_zap;
 329 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 330 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 331 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 332 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 333 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 334 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 335 ztest_func_t ztest_fzap;
 336 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 337 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 338 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 339 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 340 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 341 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 342 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 343 ztest_func_t ztest_scrub;
 344 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 345 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 346 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 347 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 348 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 349 ztest_func_t ztest_split_pool;
 350 ztest_func_t ztest_reguid;
 351 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 352 ztest_func_t ztest_device_removal;
 353 ztest_func_t ztest_remap_blocks;
 354 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
 355 ztest_func_t ztest_initialize;
 356 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
 357
 358 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 359 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 360 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 361 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 362 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 363
 364 ztest_info_t ztest_info[] = {
 365         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 366         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 367         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 368         { ztest_dmu_object_next_chunk,          1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 370         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 371         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 372         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 373         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 374         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 375         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 376         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 377         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 378         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 379 #if 0
 380         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 381 #endif
 382         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 383         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 384         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 385         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_incessant },
 386         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 387         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 388         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 389         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_often     },
 390         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 391         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 392         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_incessant },
 393         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 394         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 395             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 396         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 397             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 398         { ztest_device_removal,                 1,      &zopt_sometimes },
 399         { ztest_remap_blocks,                   1,      &zopt_sometimes },
 400         { ztest_spa_checkpoint_create_discard,  1,      &zopt_rarely    },
 401         { ztest_initialize,                     1,      &zopt_sometimes },
 402         { ztest_verify_dnode_bt,                1,      &zopt_sometimes }
 403 };
 404
 405 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 406
 407 /*
 408  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 409  * The callbacks are ordered by txg number.
 410  */
 411 typedef struct ztest_cb_list {
 412         kmutex_t zcl_callbacks_lock;
 413         list_t  zcl_callbacks;
 414 } ztest_cb_list_t;
 415
 416 /*
 417  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 418  */
 419 typedef struct ztest_shared {
 420         boolean_t       zs_do_init;
 421         hrtime_t        zs_proc_start;
 422         hrtime_t        zs_proc_stop;
 423         hrtime_t        zs_thread_start;
 424         hrtime_t        zs_thread_stop;
 425         hrtime_t        zs_thread_kill;
 426         uint64_t        zs_enospc_count;
 427         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 428         uint64_t        zs_vdev_aux;
 429         uint64_t        zs_alloc;
 430         uint64_t        zs_space;
 431         uint64_t        zs_splits;
 432         uint64_t        zs_mirrors;
 433         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 434         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 435         uint64_t        zs_guid;
 436 } ztest_shared_t;
 437
 438 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 439
 440 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 441 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 442 ztest_shared_t *ztest_shared;
 443
 444 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 445 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 446
 447 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 448 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
 449 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
 450
 451 /*
 452  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 453  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 454  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 455  * namespace does not change while the lock is held.
 456  */
 457 static krwlock_t ztest_name_lock;
 458
 459 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 460 static boolean_t ztest_exiting;
 461
 462 /* Global commit callback list */
 463 static ztest_cb_list_t zcl;
 464
 465 enum ztest_object {
 466         ZTEST_META_DNODE = 0,
 467         ZTEST_DIROBJ,
 468         ZTEST_OBJECTS
 469 };
 470
 471 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 472
 473 /*
 474  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 475  * debugging facilities.
 476  */
 477 const char *
 478 _umem_debug_init()
 479 {
 480         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 481 }
 482
 483 const char *
 484 _umem_logging_init(void)
 485 {
 486         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 487 }
 488
 489 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 490
 491 char *fatal_msg;
 492
 493 static void
 494 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 495 {
 496         va_list args;
 497         int save_errno = errno;
 498         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 499
 500         (void) fflush(stdout);
 501
 502         va_start(args, message);
 503         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 504         /* LINTED */
 505         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 506         va_end(args);
 507         if (do_perror) {
 508                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 509                     ": %s", strerror(save_errno));
 510         }
 511         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 512         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 513         if (ztest_dump_core)
 514                 abort();
 515         exit(3);
 516 }
 517
 518 static int
 519 str2shift(const char *buf)
 520 {
 521         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 522         int i;
 523
 524         if (buf[0] == '\0')
 525                 return (0);
 526         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 527                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 528                         break;
 529         }
 530         if (i == strlen(ends)) {
 531                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 532                     buf);
 533                 usage(B_FALSE);
 534         }
 535         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 536                 return (10*i);
 537         }
 538         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 539         usage(B_FALSE);
 540         /* NOTREACHED */
 541 }
 542
 543 static uint64_t
 544 nicenumtoull(const char *buf)
 545 {
 546         char *end;
 547         uint64_t val;
 548
 549         val = strtoull(buf, &end, 0);
 550         if (end == buf) {
 551                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 552                 usage(B_FALSE);
 553         } else if (end[0] == '.') {
 554                 double fval = strtod(buf, &end);
 555                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 556                 if (fval > UINT64_MAX) {
 557                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 558                             buf);
 559                         usage(B_FALSE);
 560                 }
 561                 val = (uint64_t)fval;
 562         } else {
 563                 int shift = str2shift(end);
 564                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 565                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 566                             buf);
 567                         usage(B_FALSE);
 568                 }
 569                 val <<= shift;
 570         }
 571         return (val);
 572 }
 573
 574 static void
 575 usage(boolean_t requested)
 576 {
 577         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 578
 579         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
 580         char nice_force_ganging[NN_NUMBUF_SZ];
 581         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 582
 583         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
 584         nicenum(zo->zo_metaslab_force_ganging, nice_force_ganging,
 585             sizeof (nice_force_ganging));
 586
 587         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 588             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 589             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 590             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 591             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 592             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 593             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 594             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 595             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 596             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 597             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 598             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 599             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 600             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 601             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 602             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 603             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 604             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 605             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 606             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 607             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
 608             "\t    32-bit integer value\n"
 609             "\t[-h] (print help)\n"
 610             "",
 611             zo->zo_pool,
 612             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 613             nice_vdev_size,                             /* -s */
 614             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 615             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 616             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 617             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 618             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 619             zo->zo_threads,                             /* -t */
 620             nice_force_ganging,                         /* -g */
 621             zo->zo_init,                                /* -i */
 622             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 623             zo->zo_pool,                                /* -p */
 624             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 625             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 626             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 627             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 628         exit(requested ? 0 : 1);
 629 }
 630
 631 static void
 632 process_options(int argc, char **argv)
 633 {
 634         char *path;
 635         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 636
 637         int opt;
 638         uint64_t value;
 639         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 640
 641         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 642
 643         while ((opt = getopt(argc, argv,
 644             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:o:")) != EOF) {
 645                 value = 0;
 646                 switch (opt) {
 647                 case 'v':
 648                 case 's':
 649                 case 'a':
 650                 case 'm':
 651                 case 'r':
 652                 case 'R':
 653                 case 'd':
 654                 case 't':
 655                 case 'g':
 656                 case 'i':
 657                 case 'k':
 658                 case 'T':
 659                 case 'P':
 660                 case 'F':
 661                         value = nicenumtoull(optarg);
 662                 }
 663                 switch (opt) {
 664                 case 'v':
 665                         zo->zo_vdevs = value;
 666                         break;
 667                 case 's':
 668                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 669                         break;
 670                 case 'a':
 671                         zo->zo_ashift = value;
 672                         break;
 673                 case 'm':
 674                         zo->zo_mirrors = value;
 675                         break;
 676                 case 'r':
 677                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 678                         break;
 679                 case 'R':
 680                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 681                         break;
 682                 case 'd':
 683                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 684                         break;
 685                 case 't':
 686                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 687                         break;
 688                 case 'g':
 689                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
 690                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
 691                         break;
 692                 case 'i':
 693                         zo->zo_init = value;
 694                         break;
 695                 case 'k':
 696                         zo->zo_killrate = value;
 697                         break;
 698                 case 'p':
 699                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 700                             sizeof (zo->zo_pool));
 701                         break;
 702                 case 'f':
 703                         path = realpath(optarg, NULL);
 704                         if (path == NULL) {
 705                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 706                                     optarg, strerror(errno));
 707                                 usage(B_FALSE);
 708                         } else {
 709                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 710                                     sizeof (zo->zo_dir));
 711                         }
 712                         break;
 713                 case 'V':
 714                         zo->zo_verbose++;
 715                         break;
 716                 case 'E':
 717                         zo->zo_init = 0;
 718                         break;
 719                 case 'T':
 720                         zo->zo_time = value;
 721                         break;
 722                 case 'P':
 723                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 724                         break;
 725                 case 'F':
 726                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 727                         break;
 728                 case 'B':
 729                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 730                         break;
 731                 case 'o':
 732                         if (set_global_var(optarg) != 0)
 733                                 usage(B_FALSE);
 734                         break;
 735                 case 'h':
 736                         usage(B_TRUE);
 737                         break;
 738                 case '?':
 739                 default:
 740                         usage(B_FALSE);
 741                         break;
 742                 }
 743         }
 744
 745         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 746
 747         zo->zo_vdevtime =
 748             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 749             UINT64_MAX >> 2);
 750
 751         if (strlen(altdir) > 0) {
 752                 char *cmd;
 753                 char *realaltdir;
 754                 char *bin;
 755                 char *ztest;
 756                 char *isa;
 757                 int isalen;
 758
 759                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 760                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 761
 762                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 763                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 764                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 765                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 766                             altdir);
 767                 }
 768                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 769
 770                 /*
 771                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 772                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 773                  * 32 or 64 bit binaries.
 774                  */
 775                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 776                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 777                 isa = bin + 9;
 778                 isalen = ztest - isa;
 779                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 780                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 781                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 782                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 783
 784                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 785                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 786                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 787                             zo->zo_alt_ztest);
 788                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 789                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 790                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 791                             zo->zo_alt_libpath);
 792                 }
 793
 794                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 795                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 796         }
 797 }
 798
 799 static void
 800 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 801 {
 802         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 803         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 804
 805         /*
 806          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 807          * See comment above spa_write_cachefile().
 808          */
 809         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 810         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 811         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 812
 813         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 814         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 815 }
 816
 817 static uint64_t
 818 ztest_random(uint64_t range)
 819 {
 820         uint64_t r;
 821
 822         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 823
 824         if (range == 0)
 825                 return (0);
 826
 827         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 828                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 829
 830         return (r % range);
 831 }
 832
 833 /* ARGSUSED */
 834 static void
 835 ztest_record_enospc(const char *s)
 836 {
 837         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 838 }
 839
 840 static uint64_t
 841 ztest_get_ashift(void)
 842 {
 843         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 844                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 845         return (ztest_opts.zo_ashift);
 846 }
 847
 848 static nvlist_t *
 849 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 850 {
 851         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 852         uint64_t vdev;
 853         nvlist_t *file;
 854
 855         if (ashift == 0)
 856                 ashift = ztest_get_ashift();
 857
 858         if (path == NULL) {
 859                 path = pathbuf;
 860
 861                 if (aux != NULL) {
 862                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 863                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 864                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 865                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 866                             aux, vdev);
 867                 } else {
 868                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 869                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 870                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 871                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 872                 }
 873         }
 874
 875         if (size != 0) {
 876                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 877                 if (fd == -1)
 878                         fatal(1, "can't open %s", path);
 879                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 880                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 881                 (void) close(fd);
 882         }
 883
 884         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 885         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 886         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 887         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 888
 889         return (file);
 890 }
 891
 892 static nvlist_t *
 893 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 894     uint64_t ashift, int r)
 895 {
 896         nvlist_t *raidz, **child;
 897         int c;
 898
 899         if (r < 2)
 900                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 901         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 902
 903         for (c = 0; c < r; c++)
 904                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 905
 906         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 907         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 908             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 909         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 910             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 911         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 912             child, r) == 0);
 913
 914         for (c = 0; c < r; c++)
 915                 nvlist_free(child[c]);
 916
 917         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 918
 919         return (raidz);
 920 }
 921
 922 static nvlist_t *
 923 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 924     uint64_t ashift, int r, int m)
 925 {
 926         nvlist_t *mirror, **child;
 927         int c;
 928
 929         if (m < 1)
 930                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 931
 932         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 933
 934         for (c = 0; c < m; c++)
 935                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 936
 937         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 938         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 939             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 940         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 941             child, m) == 0);
 942
 943         for (c = 0; c < m; c++)
 944                 nvlist_free(child[c]);
 945
 946         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 947
 948         return (mirror);
 949 }
 950
 951 static nvlist_t *
 952 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 953     int log, int r, int m, int t)
 954 {
 955         nvlist_t *root, **child;
 956         int c;
 957
 958         ASSERT(t > 0);
 959
 960         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 961
 962         for (c = 0; c < t; c++) {
 963                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 964                     r, m);
 965                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 966                     log) == 0);
 967         }
 968
 969         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 970         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 971         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 972             child, t) == 0);
 973
 974         for (c = 0; c < t; c++)
 975                 nvlist_free(child[c]);
 976
 977         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 978
 979         return (root);
 980 }
 981
 982 /*
 983  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 984  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 985  */
 986 static uint64_t
 987 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 988 {
 989         uint64_t version = initial_version;
 990
 991         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 992                 version = version +
 993                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 994         }
 995
 996         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 997                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 998
 999         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1000         return (version);
1001 }
1002
1003 static int
1004 ztest_random_blocksize(void)
1005 {
1006         uint64_t block_shift;
1007         /*
1008          * Choose a block size >= the ashift.
1009          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1010          */
1011         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1012         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1013                 maxbs = 20;
1014         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1015         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1016 }
1017
1018 static int
1019 ztest_random_dnodesize(void)
1020 {
1021         int slots;
1022         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1023
1024         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1025                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1026
1027         /*
1028          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1029          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1030          * usage.
1031          */
1032         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1033         switch (ztest_random(10)) {
1034         case 0:
1035                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1036                 break;
1037         case 1 ... 4:
1038                 slots = 2 + ztest_random(3);
1039                 break;
1040         default:
1041                 slots = 1;
1042                 break;
1043         }
1044
1045         return (slots << DNODE_SHIFT);
1046 }
1047
1048 static int
1049 ztest_random_ibshift(void)
1050 {
1051         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1052             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1053 }
1054
1055 static uint64_t
1056 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1057 {
1058         uint64_t top;
1059         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1060         vdev_t *tvd;
1061
1062         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1063
1064         do {
1065                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1066                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1067         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1068             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1069
1070         return (top);
1071 }
1072
1073 static uint64_t
1074 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1075 {
1076         uint64_t value;
1077
1078         do {
1079                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1080         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1081
1082         return (value);
1083 }
1084
1085 static int
1086 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1087     boolean_t inherit)
1088 {
1089         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1090         const char *valname;
1091         char setpoint[MAXPATHLEN];
1092         uint64_t curval;
1093         int error;
1094
1095         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1096             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1097
1098         if (error == ENOSPC) {
1099                 ztest_record_enospc(FTAG);
1100                 return (error);
1101         }
1102         ASSERT0(error);
1103
1104         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1105
1106         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1107                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1108                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1109                     osname, propname, valname, setpoint);
1110         }
1111
1112         return (error);
1113 }
1114
1115 static int
1116 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1117 {
1118         spa_t *spa = ztest_spa;
1119         nvlist_t *props = NULL;
1120         int error;
1121
1122         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1123         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1124
1125         error = spa_prop_set(spa, props);
1126
1127         nvlist_free(props);
1128
1129         if (error == ENOSPC) {
1130                 ztest_record_enospc(FTAG);
1131                 return (error);
1132         }
1133         ASSERT0(error);
1134
1135         return (error);
1136 }
1137
1138 static void
1139 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1140 {
1141         rll->rll_writer = NULL;
1142         rll->rll_readers = 0;
1143         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1144         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1145 }
1146
1147 static void
1148 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1149 {
1150         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1151         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1152         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1153         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1154 }
1155
1156 static void
1157 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1158 {
1159         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1160
1161         if (type == RL_READER) {
1162                 while (rll->rll_writer != NULL)
1163                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1164                 rll->rll_readers++;
1165         } else {
1166                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1167                         cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1168                 rll->rll_writer = curthread;
1169         }
1170
1171         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1172 }
1173
1174 static void
1175 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1176 {
1177         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1178
1179         if (rll->rll_writer) {
1180                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1181                 rll->rll_writer = NULL;
1182         } else {
1183                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1184                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1185                 rll->rll_readers--;
1186         }
1187
1188         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1189                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1190
1191         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1192 }
1193
1194 static void
1195 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1196 {
1197         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1198
1199         ztest_rll_lock(rll, type);
1200 }
1201
1202 static void
1203 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1204 {
1205         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1206
1207         ztest_rll_unlock(rll);
1208 }
1209
1210 static rl_t *
1211 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1212     uint64_t size, rl_type_t type)
1213 {
1214         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1215         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1216         rl_t *rl;
1217
1218         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1219         rl->rl_object = object;
1220         rl->rl_offset = offset;
1221         rl->rl_size = size;
1222         rl->rl_lock = rll;
1223
1224         ztest_rll_lock(rll, type);
1225
1226         return (rl);
1227 }
1228
1229 static void
1230 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1231 {
1232         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1233
1234         ztest_rll_unlock(rll);
1235
1236         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1237 }
1238
1239 static void
1240 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1241 {
1242         zd->zd_os = os;
1243         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1244         zd->zd_shared = szd;
1245         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1246
1247         if (zd->zd_shared != NULL)
1248                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1249
1250         rw_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1251         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
1252
1253         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1254                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1255
1256         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1257                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1258 }
1259
1260 static void
1261 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1262 {
1263         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1264
1265         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1266                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1267
1268         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1269                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1270 }
1271
1272 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1273
1274 static uint64_t
1275 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1276 {
1277         uint64_t txg;
1278         int error;
1279
1280         /*
1281          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1282          */
1283         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1284         if (error) {
1285                 if (error == ERESTART) {
1286                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1287                         dmu_tx_wait(tx);
1288                 } else {
1289                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1290                         ztest_record_enospc(tag);
1291                 }
1292                 dmu_tx_abort(tx);
1293                 return (0);
1294         }
1295         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1296         ASSERT(txg != 0);
1297         return (txg);
1298 }
1299
1300 static void
1301 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1302 {
1303         uint64_t *ip = buf;
1304         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1305
1306         while (ip < ip_end)
1307                 *ip++ = value;
1308 }
1309
1310 static boolean_t
1311 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1312 {
1313         uint64_t *ip = buf;
1314         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1315         uint64_t diff = 0;
1316
1317         while (ip < ip_end)
1318                 diff |= (value - *ip++);
1319
1320         return (diff == 0);
1321 }
1322
1323 static void
1324 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1325     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1326     uint64_t crtxg)
1327 {
1328         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1329         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1330         bt->bt_object = object;
1331         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1332         bt->bt_offset = offset;
1333         bt->bt_gen = gen;
1334         bt->bt_txg = txg;
1335         bt->bt_crtxg = crtxg;
1336 }
1337
1338 static void
1339 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1340     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1341     uint64_t crtxg)
1342 {
1343         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1344         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1345         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1346         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1347         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1348         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1349         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1350         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1351 }
1352
1353 static ztest_block_tag_t *
1354 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1355 {
1356         dmu_object_info_t doi;
1357         ztest_block_tag_t *bt;
1358
1359         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1360         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1361         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1362         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1363
1364         return (bt);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1369  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1370  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1371  */
1372 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset)    \
1373         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1374
1375 /*
1376  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1377  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1378  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1379  * interior regions of large dnodes.
1380  */
1381 void
1382 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1383     objset_t *os, uint64_t gen)
1384 {
1385         uint64_t *bonusp;
1386
1387         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1388
1389         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1390                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1391                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1392                 *bonusp = token;
1393         }
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1398  * expected tokens.
1399  */
1400 void
1401 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1402     objset_t *os, uint64_t gen)
1403 {
1404         uint64_t *bonusp;
1405
1406         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1407                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1408                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1409                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1410         }
1411 }
1412
1413 /*
1414  * ZIL logging ops
1415  */
1416
1417 #define lrz_type        lr_mode
1418 #define lrz_blocksize   lr_uid
1419 #define lrz_ibshift     lr_gid
1420 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1421 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1422
1423 static void
1424 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1425 {
1426         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1427         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1428         itx_t *itx;
1429
1430         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1431                 return;
1432
1433         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1434         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1435             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1436
1437         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1438 }
1439
1440 static void
1441 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1442 {
1443         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1444         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1445         itx_t *itx;
1446
1447         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1448                 return;
1449
1450         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1451         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1452             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1453
1454         itx->itx_oid = object;
1455         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1456 }
1457
1458 static void
1459 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1460 {
1461         itx_t *itx;
1462         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1463
1464         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1465                 return;
1466
1467         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1468                 write_state = WR_INDIRECT;
1469
1470         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1471             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1472
1473         if (write_state == WR_COPIED &&
1474             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1475             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1476                 zil_itx_destroy(itx);
1477                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1478                 write_state = WR_NEED_COPY;
1479         }
1480         itx->itx_private = zd;
1481         itx->itx_wr_state = write_state;
1482         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1483
1484         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1485             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1486
1487         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1488 }
1489
1490 static void
1491 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1492 {
1493         itx_t *itx;
1494
1495         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1496                 return;
1497
1498         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1499         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1500             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1501
1502         itx->itx_sync = B_FALSE;
1503         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1504 }
1505
1506 static void
1507 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1508 {
1509         itx_t *itx;
1510
1511         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1512                 return;
1513
1514         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1515         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1516             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1517
1518         itx->itx_sync = B_FALSE;
1519         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1520 }
1521
1522 /*
1523  * ZIL replay ops
1524  */
1525 static int
1526 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1527 {
1528         ztest_ds_t *zd = arg1;
1529         lr_create_t *lr = arg2;
1530         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1531         objset_t *os = zd->zd_os;
1532         ztest_block_tag_t *bbt;
1533         dmu_buf_t *db;
1534         dmu_tx_t *tx;
1535         uint64_t txg;
1536         int error = 0;
1537         int bonuslen;
1538
1539         if (byteswap)
1540                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1541
1542         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1543         ASSERT(name[0] != '\0');
1544
1545         tx = dmu_tx_create(os);
1546
1547         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1548
1549         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1550                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1551         } else {
1552                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1553         }
1554
1555         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1556         if (txg == 0)
1557                 return (ENOSPC);
1558
1559         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1560         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1561
1562         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1563                 if (lr->lr_foid == 0) {
1564                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1565                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1566                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1567                 } else {
1568                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1569                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1570                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1571                 }
1572         } else {
1573                 if (lr->lr_foid == 0) {
1574                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1575                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1576                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1577                 } else {
1578                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1579                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1580                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1581                 }
1582         }
1583
1584         if (error) {
1585                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1586                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1587                 dmu_tx_commit(tx);
1588                 return (error);
1589         }
1590
1591         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1592
1593         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1594                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1595                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1596
1597         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1598         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1599         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1600         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1601             lr->lr_gen, txg, txg);
1602         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1603         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1604
1605         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1606             &lr->lr_foid, tx));
1607
1608         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1609
1610         dmu_tx_commit(tx);
1611
1612         return (0);
1613 }
1614
1615 static int
1616 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1617 {
1618         ztest_ds_t *zd = arg1;
1619         lr_remove_t *lr = arg2;
1620         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1621         objset_t *os = zd->zd_os;
1622         dmu_object_info_t doi;
1623         dmu_tx_t *tx;
1624         uint64_t object, txg;
1625
1626         if (byteswap)
1627                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1628
1629         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1630         ASSERT(name[0] != '\0');
1631
1632         VERIFY3U(0, ==,
1633             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1634         ASSERT(object != 0);
1635
1636         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1637
1638         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1639
1640         tx = dmu_tx_create(os);
1641
1642         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1643         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1644
1645         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1646         if (txg == 0) {
1647                 ztest_object_unlock(zd, object);
1648                 return (ENOSPC);
1649         }
1650
1651         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1652                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1653         } else {
1654                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1655         }
1656
1657         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1658
1659         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1660
1661         dmu_tx_commit(tx);
1662
1663         ztest_object_unlock(zd, object);
1664
1665         return (0);
1666 }
1667
1668 static int
1669 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1670 {
1671         ztest_ds_t *zd = arg1;
1672         lr_write_t *lr = arg2;
1673         objset_t *os = zd->zd_os;
1674         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1675         uint64_t offset, length;
1676         ztest_block_tag_t *bt = data;
1677         ztest_block_tag_t *bbt;
1678         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1679         dmu_object_info_t doi;
1680         dmu_tx_t *tx;
1681         dmu_buf_t *db;
1682         arc_buf_t *abuf = NULL;
1683         rl_t *rl;
1684
1685         if (byteswap)
1686                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1687
1688         offset = lr->lr_offset;
1689         length = lr->lr_length;
1690
1691         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1692         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1693                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1694                 if (length < blocksize) {
1695                         offset -= offset % blocksize;
1696                         length = blocksize;
1697                 }
1698         }
1699
1700         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1701                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1702
1703         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1704                 bt = NULL;
1705
1706         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1707         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1708
1709         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1710
1711         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1712
1713         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1714         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1715         gen = bbt->bt_gen;
1716         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1717         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1718
1719         tx = dmu_tx_create(os);
1720
1721         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1722
1723         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1724             P2PHASE(offset, length) == 0)
1725                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1726
1727         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1728         if (txg == 0) {
1729                 if (abuf != NULL)
1730                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1731                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1732                 ztest_range_unlock(rl);
1733                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1734                 return (ENOSPC);
1735         }
1736
1737         if (bt != NULL) {
1738                 /*
1739                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1740                  * but not always, because we also want to verify correct
1741                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1742                  */
1743                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1744                 if (ztest_random(4) != 0) {
1745                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1746                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1747                         ztest_block_tag_t rbt;
1748
1749                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1750                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1751                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1752                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1753                                     offset, gen, txg, crtxg);
1754                         }
1755                 }
1756
1757                 /*
1758                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1759                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1760                  * open-context data, which may be different than the data
1761                  * as it was when the write was generated.
1762                  */
1763                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1764                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1765                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1766                             bt->bt_crtxg);
1767                 }
1768
1769                 /*
1770                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1771                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1772                  */
1773                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1774                     crtxg);
1775         }
1776
1777         if (abuf == NULL) {
1778                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1779         } else {
1780                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1781                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1782         }
1783
1784         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1785
1786         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1787
1788         dmu_tx_commit(tx);
1789
1790         ztest_range_unlock(rl);
1791         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1792
1793         return (0);
1794 }
1795
1796 static int
1797 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1798 {
1799         ztest_ds_t *zd = arg1;
1800         lr_truncate_t *lr = arg2;
1801         objset_t *os = zd->zd_os;
1802         dmu_tx_t *tx;
1803         uint64_t txg;
1804         rl_t *rl;
1805
1806         if (byteswap)
1807                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1808
1809         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1810         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1811             RL_WRITER);
1812
1813         tx = dmu_tx_create(os);
1814
1815         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1816
1817         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1818         if (txg == 0) {
1819                 ztest_range_unlock(rl);
1820                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1821                 return (ENOSPC);
1822         }
1823
1824         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1825             lr->lr_length, tx) == 0);
1826
1827         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1828
1829         dmu_tx_commit(tx);
1830
1831         ztest_range_unlock(rl);
1832         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1833
1834         return (0);
1835 }
1836
1837 static int
1838 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1839 {
1840         ztest_ds_t *zd = arg1;
1841         lr_setattr_t *lr = arg2;
1842         objset_t *os = zd->zd_os;
1843         dmu_tx_t *tx;
1844         dmu_buf_t *db;
1845         ztest_block_tag_t *bbt;
1846         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
1847
1848         if (byteswap)
1849                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1850
1851         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1852
1853         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1854
1855         tx = dmu_tx_create(os);
1856         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1857
1858         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1859         if (txg == 0) {
1860                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1861                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1862                 return (ENOSPC);
1863         }
1864
1865         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1866         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1867         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1868         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1869         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
1870
1871         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1872                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1873                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1874                 ASSERT(lrtxg != 0);
1875         } else {
1876                 /*
1877                  * Randomly change the size and increment the generation.
1878                  */
1879                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1880                     sizeof (*bbt);
1881                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1882                 ASSERT(lrtxg == 0);
1883         }
1884
1885         /*
1886          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1887          */
1888         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
1889             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1890
1891         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1892
1893         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1894         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1895         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1896         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1897
1898         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
1899             txg, crtxg);
1900         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
1901
1902         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1903
1904         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1905
1906         dmu_tx_commit(tx);
1907
1908         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1909
1910         return (0);
1911 }
1912
1913 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1914         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1915         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1916         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1917         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1918         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1919         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1920         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1921         NULL,                   /* TX_LINK */
1922         NULL,                   /* TX_RENAME */
1923         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1924         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1925         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1926         NULL,                   /* TX_ACL */
1927         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1928         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1929         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1930         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1931         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1932         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1933         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1934 };
1935
1936 /*
1937  * ZIL get_data callbacks
1938  */
1939
1940 /* ARGSUSED */
1941 static void
1942 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1943 {
1944         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1945         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1946
1947         if (zgd->zgd_db)
1948                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1949
1950         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1951         ztest_object_unlock(zd, object);
1952
1953         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1954 }
1955
1956 static int
1957 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
1958     zio_t *zio)
1959 {
1960         ztest_ds_t *zd = arg;
1961         objset_t *os = zd->zd_os;
1962         uint64_t object = lr->lr_foid;
1963         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1964         uint64_t size = lr->lr_length;
1965         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1966         uint64_t crtxg;
1967         dmu_object_info_t doi;
1968         dmu_buf_t *db;
1969         zgd_t *zgd;
1970         int error;
1971
1972         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
1973         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
1974         ASSERT3U(size, !=, 0);
1975
1976         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1977         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1978         if (error) {
1979                 ztest_object_unlock(zd, object);
1980                 return (error);
1981         }
1982
1983         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1984
1985         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1986                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1987                 ztest_object_unlock(zd, object);
1988                 return (ENOENT);
1989         }
1990
1991         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1992         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1993         db = NULL;
1994
1995         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1996         zgd->zgd_lwb = lwb;
1997         zgd->zgd_private = zd;
1998
1999         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2000                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2001                     RL_READER);
2002
2003                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2004                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2005                 ASSERT(error == 0);
2006         } else {
2007                 size = doi.doi_data_block_size;
2008                 if (ISP2(size)) {
2009                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2010                 } else {
2011                         ASSERT(offset < size);
2012                         offset = 0;
2013                 }
2014
2015                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2016                     RL_READER);
2017
2018                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2019                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2020
2021                 if (error == 0) {
2022                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2023
2024                         zgd->zgd_db = db;
2025                         zgd->zgd_bp = bp;
2026
2027                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2028                         ASSERT(db->db_size == size);
2029
2030                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2031                             ztest_get_done, zgd);
2032
2033                         if (error == 0)
2034                                 return (0);
2035                 }
2036         }
2037
2038         ztest_get_done(zgd, error);
2039
2040         return (error);
2041 }
2042
2043 static void *
2044 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2045 {
2046         char *lr;
2047         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2048
2049         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2050
2051         if (name)
2052                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2053
2054         return (lr);
2055 }
2056
2057 void
2058 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2059 {
2060         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2061
2062         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2067  */
2068 static int
2069 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2070 {
2071         int missing = 0;
2072         int error;
2073
2074         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2075
2076         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2077                 od->od_object = 0;
2078                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2079                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2080                 if (error) {
2081                         ASSERT(error == ENOENT);
2082                         ASSERT(od->od_object == 0);
2083                         missing++;
2084                 } else {
2085                         dmu_buf_t *db;
2086                         ztest_block_tag_t *bbt;
2087                         dmu_object_info_t doi;
2088
2089                         ASSERT(od->od_object != 0);
2090                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2091
2092                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2093                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2094                             od->od_object, FTAG, &db));
2095                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2096                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2097                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2098                         od->od_type = doi.doi_type;
2099                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2100                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2101                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2102                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2103                 }
2104         }
2105
2106         return (missing);
2107 }
2108
2109 static int
2110 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2111 {
2112         int missing = 0;
2113
2114         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2115
2116         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2117                 if (missing) {
2118                         od->od_object = 0;
2119                         missing++;
2120                         continue;
2121                 }
2122
2123                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2124
2125                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2126                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2127                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2128                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2129                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2130                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2131                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2132                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2133                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2134
2135                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2136                         ASSERT(missing == 0);
2137                         od->od_object = 0;
2138                         missing++;
2139                 } else {
2140                         od->od_object = lr->lr_foid;
2141                         od->od_type = od->od_crtype;
2142                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2143                         od->od_gen = od->od_crgen;
2144                         ASSERT(od->od_object != 0);
2145                 }
2146
2147                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2148         }
2149
2150         return (missing);
2151 }
2152
2153 static int
2154 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2155 {
2156         int missing = 0;
2157         int error;
2158
2159         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2160
2161         od += count - 1;
2162
2163         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2164                 if (missing) {
2165                         missing++;
2166                         continue;
2167                 }
2168
2169                 /*
2170                  * No object was found.
2171                  */
2172                 if (od->od_object == 0)
2173                         continue;
2174
2175                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2176
2177                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2178
2179                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2180                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2181                         missing++;
2182                 } else {
2183                         od->od_object = 0;
2184                 }
2185                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2186         }
2187
2188         return (missing);
2189 }
2190
2191 static int
2192 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2193     void *data)
2194 {
2195         lr_write_t *lr;
2196         int error;
2197
2198         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2199
2200         lr->lr_foid = object;
2201         lr->lr_offset = offset;
2202         lr->lr_length = size;
2203         lr->lr_blkoff = 0;
2204         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2205
2206         bcopy(data, lr + 1, size);
2207
2208         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2209
2210         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2211
2212         return (error);
2213 }
2214
2215 static int
2216 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2217 {
2218         lr_truncate_t *lr;
2219         int error;
2220
2221         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2222
2223         lr->lr_foid = object;
2224         lr->lr_offset = offset;
2225         lr->lr_length = size;
2226
2227         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2228
2229         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2230
2231         return (error);
2232 }
2233
2234 static int
2235 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2236 {
2237         lr_setattr_t *lr;
2238         int error;
2239
2240         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2241
2242         lr->lr_foid = object;
2243         lr->lr_size = 0;
2244         lr->lr_mode = 0;
2245
2246         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2247
2248         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2249
2250         return (error);
2251 }
2252
2253 static void
2254 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2255 {
2256         objset_t *os = zd->zd_os;
2257         dmu_tx_t *tx;
2258         uint64_t txg;
2259         rl_t *rl;
2260
2261         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2262
2263         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2264         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2265
2266         tx = dmu_tx_create(os);
2267
2268         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2269
2270         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2271
2272         if (txg != 0) {
2273                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2274                 dmu_tx_commit(tx);
2275                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2276         } else {
2277                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2278         }
2279
2280         ztest_range_unlock(rl);
2281         ztest_object_unlock(zd, object);
2282 }
2283
2284 static void
2285 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2286 {
2287         int err;
2288         ztest_block_tag_t wbt;
2289         dmu_object_info_t doi;
2290         enum ztest_io_type io_type;
2291         uint64_t blocksize;
2292         void *data;
2293
2294         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2295         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2296         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2297
2298         /*
2299          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2300          */
2301         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2302         if (ztest_random(2) == 0)
2303                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2304
2305         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2306
2307         switch (io_type) {
2308
2309         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2310                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2311                     offset, 0, 0, 0);
2312                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2313                 break;
2314
2315         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2316                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2317                 if (ztest_random(2) == 0) {
2318                         /*
2319                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2320                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2321                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2322                          */
2323                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2324                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2325                 }
2326                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2327                 break;
2328
2329         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2330                 bzero(data, blocksize);
2331                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2332                 break;
2333
2334         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2335                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2336                 break;
2337
2338         case ZTEST_IO_SETATTR:
2339                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2340                 break;
2341
2342         case ZTEST_IO_REWRITE:
2343                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2344                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2345                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2346                     B_FALSE);
2347                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2348                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2349                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2350                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2351                     B_FALSE);
2352                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2353                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2354
2355                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2356                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2357
2358                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2359                 break;
2360         }
2361
2362         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2363
2364         umem_free(data, blocksize);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Initialize an object description template.
2369  */
2370 static void
2371 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2372     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2373     uint64_t gen)
2374 {
2375         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2376         od->od_object = 0;
2377
2378         od->od_crtype = type;
2379         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2380         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2381         od->od_crgen = gen;
2382
2383         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2384         od->od_blocksize = 0;
2385         od->od_gen = 0;
2386
2387         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2388             tag, (int64_t)id, index);
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2393  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2394  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2395  * use the existing objects.
2396  */
2397 static int
2398 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2399 {
2400         int count = size / sizeof (*od);
2401         int rv = 0;
2402
2403         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2404         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2405             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2406             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2407                 rv = -1;
2408         zd->zd_od = od;
2409         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2410
2411         return (rv);
2412 }
2413
2414 /* ARGSUSED */
2415 void
2416 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2417 {
2418         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2419
2420         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2421
2422         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2423
2424         /*
2425          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2426          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2427          * will verify that the log really does contain this record.
2428          */
2429         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2430         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2431         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2432         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2433         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2434
2435         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2440  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2441  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2442  */
2443 /* ARGSUSED */
2444 void
2445 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2446 {
2447         objset_t *os = zd->zd_os;
2448
2449         /*
2450          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2451          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2452          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2453          */
2454         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2455         rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_WRITER);
2456
2457         /* zfsvfs_teardown() */
2458         zil_close(zd->zd_zilog);
2459
2460         /* zfsvfs_setup() */
2461         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2462         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2463
2464         rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2465         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2470  * or create a pool with a bad vdev spec.
2471  */
2472 /* ARGSUSED */
2473 void
2474 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2475 {
2476         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2477         spa_t *spa;
2478         nvlist_t *nvroot;
2479
2480         /*
2481          * Attempt to create using a bad file.
2482          */
2483         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2484         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2485             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2486         nvlist_free(nvroot);
2487
2488         /*
2489          * Attempt to create using a bad mirror.
2490          */
2491         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2492         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2493             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2494         nvlist_free(nvroot);
2495
2496         /*
2497          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2498          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2499          */
2500         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2501         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2502         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2503         nvlist_free(nvroot);
2504         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2505         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2506         spa_close(spa, FTAG);
2507
2508         rw_exit(&ztest_name_lock);
2509 }
2510
2511 /* ARGSUSED */
2512 void
2513 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2514 {
2515         spa_t *spa;
2516         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2517         uint64_t version, newversion;
2518         nvlist_t *nvroot, *props;
2519         char *name;
2520
2521         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2522         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2523
2524         /*
2525          * Clean up from previous runs.
2526          */
2527         (void) spa_destroy(name);
2528
2529         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2530             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2531
2532         /*
2533          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2534          * the initial version is capable of supporting that feature.
2535          */
2536         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2537         case 0:
2538         case 1:
2539                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2540                 break;
2541         case 2:
2542                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2543                 break;
2544         case 3:
2545                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2546                 break;
2547         }
2548
2549         /*
2550          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2551          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2552          */
2553         do {
2554                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2555         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2556
2557         props = fnvlist_alloc();
2558         fnvlist_add_uint64(props,
2559             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2560         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2561         fnvlist_free(nvroot);
2562         fnvlist_free(props);
2563
2564         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2565         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2566         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2567
2568         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2569                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2570                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2571         }
2572
2573         spa_upgrade(spa, newversion);
2574         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2575         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2576             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2577         spa_close(spa, FTAG);
2578
2579         strfree(name);
2580         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2581 }
2582
2583 static void
2584 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
2585 {
2586         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2587
2588         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
2589
2590         switch (error) {
2591         case 0:
2592         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
2593         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2594         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2595                 break;
2596         case ENOSPC:
2597                 ztest_record_enospc(FTAG);
2598                 break;
2599         default:
2600                 fatal(0, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
2601         }
2602 }
2603
2604 static void
2605 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
2606 {
2607         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2608
2609         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
2610
2611         switch (error) {
2612         case 0:
2613         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2614         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
2615                 break;
2616         default:
2617                 fatal(0, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
2618                     spa->spa_name, error);
2619         }
2620
2621 }
2622
2623 /* ARGSUSED */
2624 void
2625 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2626 {
2627         spa_t *spa = ztest_spa;
2628
2629         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
2630         if (ztest_random(2) == 0) {
2631                 ztest_spa_checkpoint(spa);
2632         } else {
2633                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
2634         }
2635         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
2636 }
2637
2638
2639 static vdev_t *
2640 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2641 {
2642         vdev_t *mvd;
2643
2644         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2645                 return (vd);
2646
2647         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2648                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2649                     NULL)
2650                         return (mvd);
2651
2652         return (NULL);
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2657  */
2658 int
2659 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2660 {
2661         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2662         int c;
2663
2664         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2665
2666         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2667                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2668
2669                 if (cvd->vdev_ishole)
2670                         break;
2671         }
2672         return (c);
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Verify that vdev_add() works as expected.
2677  */
2678 /* ARGSUSED */
2679 void
2680 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2681 {
2682         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2683         spa_t *spa = ztest_spa;
2684         uint64_t leaves;
2685         uint64_t guid;
2686         nvlist_t *nvroot;
2687         int error;
2688
2689         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2690         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2691
2692         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2693
2694         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2695
2696         /*
2697          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2698          */
2699         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2700                 /*
2701                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2702                  */
2703                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2704
2705                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2706
2707                 /*
2708                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2709                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2710                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2711                  * grab a reference on the dataset which may cause
2712                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2713                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2714                  */
2715                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2716                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2717                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2718
2719                 switch (error) {
2720                 case 0:
2721                 case EEXIST:
2722                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2723                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2724                         break;
2725                 default:
2726                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2727                 }
2728         } else {
2729                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2730
2731                 /*
2732                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2733                  */
2734                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2735                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2736                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2737                     zs->zs_mirrors, 1);
2738
2739                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2740                 nvlist_free(nvroot);
2741
2742                 switch (error) {
2743                 case 0:
2744                         break;
2745                 case ENOSPC:
2746                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2747                         break;
2748                 default:
2749                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2750                 }
2751         }
2752
2753         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2758  */
2759 /* ARGSUSED */
2760 void
2761 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2762 {
2763         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2764         spa_t *spa = ztest_spa;
2765         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2766         spa_aux_vdev_t *sav;
2767         char *aux;
2768         uint64_t guid = 0;
2769         int error;
2770
2771         if (ztest_random(2) == 0) {
2772                 sav = &spa->spa_spares;
2773                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2774         } else {
2775                 sav = &spa->spa_l2cache;
2776                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2777         }
2778
2779         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2780
2781         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2782
2783         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2784                 /*
2785                  * Pick a random device to remove.
2786                  */
2787                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2788         } else {
2789                 /*
2790                  * Find an unused device we can add.
2791                  */
2792                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2793                 for (;;) {
2794                         char path[MAXPATHLEN];
2795                         int c;
2796                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2797                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2798                             zs->zs_vdev_aux);
2799                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2800                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2801                                     path) == 0)
2802                                         break;
2803                         if (c == sav->sav_count &&
2804                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2805                                 break;
2806                         zs->zs_vdev_aux++;
2807                 }
2808         }
2809
2810         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2811
2812         if (guid == 0) {
2813                 /*
2814                  * Add a new device.
2815                  */
2816                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2817                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2818                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2819
2820                 switch (error) {
2821                 case 0:
2822                         break;
2823                 default:
2824                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2825                 }
2826                 nvlist_free(nvroot);
2827         } else {
2828                 /*
2829                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2830                  * vdev state first to make sure we handle removal
2831                  * of devices that have pending state changes.
2832                  */
2833                 if (ztest_random(2) == 0)
2834                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2835
2836                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2837
2838                 switch (error) {
2839                 case 0:
2840                 case EBUSY:
2841                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2842                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2843                         break;
2844                 default:
2845                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2846                 }
2847         }
2848
2849         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2850 }
2851
2852 /*
2853  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2854  */
2855 /* ARGSUSED */
2856 void
2857 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2858 {
2859         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2860         spa_t *spa = ztest_spa;
2861         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2862         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2863         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2864         int error = 0;
2865
2866         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2867
2868         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2869         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2870                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2871                 return;
2872         }
2873
2874         /* clean up the old pool, if any */
2875         (void) spa_destroy("splitp");
2876
2877         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2878
2879         /* generate a config from the existing config */
2880         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2881         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2882             &tree) == 0);
2883         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2884
2885         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2886             &children) == 0);
2887
2888         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2889         for (c = 0; c < children; c++) {
2890                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2891                 nvlist_t **mchild;
2892                 uint_t mchildren;
2893
2894                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2895                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2896                             0) == 0);
2897                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2898                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2899                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2900                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2901                         if (lastlogid == 0)
2902                                 lastlogid = schildren;
2903                         ++schildren;
2904                         continue;
2905                 }
2906                 lastlogid = 0;
2907                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2908                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2909                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2910         }
2911
2912         /* OK, create a config that can be used to split */
2913         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2914         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2915             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2916         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2917             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2918
2919         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2920         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2921
2922         for (c = 0; c < schildren; c++)
2923                 nvlist_free(schild[c]);
2924         free(schild);
2925         nvlist_free(split);
2926
2927         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2928
2929         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2930         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2931         rw_exit(&ztest_name_lock);
2932
2933         nvlist_free(config);
2934
2935         if (error == 0) {
2936                 (void) printf("successful split - results:\n");
2937                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2938                 show_pool_stats(spa);
2939                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2940                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2941                 ++zs->zs_splits;
2942                 --zs->zs_mirrors;
2943         }
2944         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Verify that we can attach and detach devices.
2949  */
2950 /* ARGSUSED */
2951 void
2952 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2953 {
2954         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2955         spa_t *spa = ztest_spa;
2956         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2957         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2958         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2959         nvlist_t *root;
2960         uint64_t leaves;
2961         uint64_t leaf, top;
2962         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2963         uint64_t oldguid, pguid;
2964         uint64_t oldsize, newsize;
2965         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2966         int replacing;
2967         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2968         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2969         int oldvd_is_log;
2970         int error, expected_error;
2971
2972         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2973         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2974
2975         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
2976
2977         /*
2978          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
2979          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
2980          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
2981          * of removal.
2982          */
2983         if (ztest_device_removal_active) {
2984                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
2985                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2986                 return;
2987         }
2988
2989         /*
2990          * Decide whether to do an attach or a replace.
2991          */
2992         replacing = ztest_random(2);
2993
2994         /*
2995          * Pick a random top-level vdev.
2996          */
2997         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2998
2999         /*
3000          * Pick a random leaf within it.
3001          */
3002         leaf = ztest_random(leaves);
3003
3004         /*
3005          * Locate this vdev.
3006          */
3007         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3008         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3009                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3010                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3011                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3012         }
3013         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3014                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3015                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3016                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3017         }
3018
3019         /*
3020          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3021          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3022          */
3023         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3024                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3025                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3026                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3027         }
3028
3029         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3030         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3031         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3032         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3033         pvd = oldvd->vdev_parent;
3034         pguid = pvd->vdev_guid;
3035
3036         /*
3037          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3038          */
3039         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3040                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3041                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3042                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3043                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3044                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3045                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3046                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3047                 return;
3048         }
3049
3050         /*
3051          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3052          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3053          */
3054         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3055                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3056                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3057                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3058         } else {
3059                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
3060                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3061                     top * leaves + leaf);
3062                 if (ztest_random(2) == 0)
3063                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3064                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3065         }
3066
3067         if (newvd) {
3068                 /*
3069                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3070                  */
3071                 vdev_reopen(newvd);
3072                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3073         } else {
3074                 /*
3075                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3076                  * If it's smaller, the attach should fail.
3077                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3078                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3079                  */
3080                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3081         }
3082
3083         /*
3084          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3085          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3086          *
3087          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3088          *
3089          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3090          */
3091         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3092             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3093             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3094             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3095                 expected_error = ENOTSUP;
3096         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3097                 expected_error = ENOTSUP;
3098         else if (newvd == oldvd)
3099                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3100         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3101                 expected_error = EBUSY;
3102         else if (newsize < oldsize)
3103                 expected_error = EOVERFLOW;
3104         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3105                 expected_error = EDOM;
3106         else
3107                 expected_error = 0;
3108
3109         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3110
3111         /*
3112          * Build the nvlist describing newpath.
3113          */
3114         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3115             ashift, 0, 0, 0, 1);
3116
3117         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3118
3119         nvlist_free(root);
3120
3121         /*
3122          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3123          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3124          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3125          */
3126         if (expected_error == ENOTSUP &&
3127             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3128                 expected_error = error;
3129
3130         /*
3131          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3132          */
3133         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3134                 expected_error = error;
3135
3136         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3137             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3138                 expected_error = error;
3139
3140         /* XXX workaround 6690467 */
3141         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3142                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3143                     "returned %d, expected %d",
3144                     oldpath, oldsize, newpath,
3145                     newsize, replacing, error, expected_error);
3146         }
3147
3148         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3149 }
3150
3151 /* ARGSUSED */
3152 void
3153 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3154 {
3155         spa_t *spa = ztest_spa;
3156         vdev_t *vd;
3157         uint64_t guid;
3158         int error;
3159
3160         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3161
3162         if (ztest_device_removal_active) {
3163                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3164                 return;
3165         }
3166
3167         /*
3168          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3169          */
3170         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3171         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3172         guid = vd->vdev_guid;
3173         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3174
3175         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3176         if (error == 0) {
3177                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3178                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3179
3180                 while (spa->spa_vdev_removal != NULL)
3181                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3182         } else {
3183                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3184                 return;
3185         }
3186
3187         /*
3188          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3189          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3190          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3191          * offset are redundant and can be damaged.
3192          */
3193         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3194         if (error == 0) {
3195                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3196                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3197         }
3198
3199         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3200         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3201         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3202 }
3203
3204 /*
3205  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3206  */
3207 vdev_t *
3208 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3209 {
3210         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3211         size_t *newsize = arg;
3212         size_t fsize;
3213         int fd;
3214
3215         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3216         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3217
3218         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3219                 return (vd);
3220
3221         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3222         (void) ftruncate(fd, *newsize);
3223
3224         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3225                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3226                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3227         }
3228         (void) close(fd);
3229         return (NULL);
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3234  */
3235 /* ARGSUSED */
3236 vdev_t *
3237 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3238 {
3239         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3240         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3241         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3242         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3243         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3244         int error;
3245
3246         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3247         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3248
3249         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3250         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3251         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3252         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3253
3254         /*
3255          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3256          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3257          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3258          */
3259         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3260                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3261                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3262                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3263                 }
3264                 return (vd);
3265         }
3266         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3267
3268         /*
3269          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3270          * still talking to the original vdev. It's possible this
3271          * vdev may have been detached/replaced while we were
3272          * trying to online it.
3273          */
3274         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3275                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3276                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3277                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3278                             "got gen %llu\n",
3279                             (u_longlong_t)guid,
3280                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3281                             (u_longlong_t)generation,
3282                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3283                 }
3284                 return (vd);
3285         }
3286         return (NULL);
3287 }
3288
3289 /*
3290  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3291  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3292  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3293  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3294  * leaf vdev we encounter.
3295  */
3296 vdev_t *
3297 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3298 {
3299         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3300                 if (func == NULL)
3301                         return (vd);
3302                 else
3303                         return (func(vd, arg));
3304         }
3305
3306         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3307                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3308                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3309                         return (cvd);
3310         }
3311         return (NULL);
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3316  */
3317 /* ARGSUSED */
3318 void
3319 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3320 {
3321         spa_t *spa = ztest_spa;
3322         vdev_t *vd, *tvd;
3323         metaslab_class_t *mc;
3324         metaslab_group_t *mg;
3325         size_t psize, newsize;
3326         uint64_t top;
3327         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3328
3329         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3330         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3331         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3332
3333         /*
3334          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
3335          * we are running, in which case we would not be able to verify
3336          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
3337          * when the device removal completes).
3338          */
3339         if (ztest_device_removal_active) {
3340                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3341                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3342                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3343                 return;
3344         }
3345
3346         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3347
3348         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3349         mg = tvd->vdev_mg;
3350         mc = mg->mg_class;
3351         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3352         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3353
3354         /*
3355          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3356          * our top-level device.
3357          */
3358         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3359         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3360         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3361
3362         psize = vd->vdev_psize;
3363
3364         /*
3365          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3366          * original size, and it has a valid psize.
3367          */
3368         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3369             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3370                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3371                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3372                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3373                 return;
3374         }
3375         ASSERT(psize > 0);
3376         newsize = psize + psize / 8;
3377         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3378
3379         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3380                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3381                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3382         }
3383
3384         /*
3385          * Growing the vdev is a two step process:
3386          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3387          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3388          */
3389         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3390             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3391             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3392                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3393                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3394                             "the vdev configuration changed.\n");
3395                 }
3396                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3397                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3398                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3399                 return;
3400         }
3401
3402         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3403
3404         /*
3405          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3406          * thus we must wait for the async thread to complete any
3407          * pending tasks before proceeding.
3408          */
3409         for (;;) {
3410                 boolean_t done;
3411                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3412                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3413                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3414                 if (done)
3415                         break;
3416                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3417                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3418         }
3419
3420         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3421
3422         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3423         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3424         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3425
3426         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3427                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3428                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3429                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3430                 }
3431                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3432                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3433                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3434                 return;
3435         }
3436
3437         /*
3438          * Make sure we were able to grow the vdev.
3439          */
3440         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
3441                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu < %llu\n",
3442                     old_ms_count, new_ms_count);
3443         }
3444
3445         /*
3446          * Make sure we were able to grow the pool.
3447          */
3448         if (new_class_space <= old_class_space) {
3449                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu < %llu\n",
3450                     old_class_space, new_class_space);
3451         }
3452
3453         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3454                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3455
3456                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3457                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3458                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3459                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3460         }
3461
3462         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3463         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3464         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3469  */
3470 /* ARGSUSED */
3471 static void
3472 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3473 {
3474         /*
3475          * Create the objects common to all ztest datasets.
3476          */
3477         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3478             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3479 }
3480
3481 static int
3482 ztest_dataset_create(char *dsname)
3483 {
3484         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3485         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3486             ztest_objset_create_cb, NULL);
3487
3488         if (err || zilset < 80)
3489                 return (err);
3490
3491         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3492                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3493         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3494             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3495 }
3496
3497 /* ARGSUSED */
3498 static int
3499 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3500 {
3501         objset_t *os;
3502         dmu_object_info_t doi;
3503         int error;
3504
3505         /*
3506          * Verify that the dataset contains a directory object.
3507          */
3508         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3509         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3510         if (error != ENOENT) {
3511                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3512                 ASSERT0(error);
3513                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3514                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3515         }
3516         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3517
3518         /*
3519          * Destroy the dataset.
3520          */
3521         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3522                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3523         } else {
3524                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3525         }
3526         return (0);
3527 }
3528
3529 static boolean_t
3530 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3531 {
3532         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3533         int error;
3534
3535         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3536
3537         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3538         if (error == ENOSPC) {
3539                 ztest_record_enospc(FTAG);
3540                 return (B_FALSE);
3541         }
3542         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3543                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3544                     snapname, error);
3545         }
3546         return (B_TRUE);
3547 }
3548
3549 static boolean_t
3550 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3551 {
3552         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3553         int error;
3554
3555         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3556             (u_longlong_t)id);
3557
3558         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3559         if (error != 0 && error != ENOENT)
3560                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3561         return (B_TRUE);
3562 }
3563
3564 /* ARGSUSED */
3565 void
3566 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3567 {
3568         ztest_ds_t zdtmp;
3569         int iters;
3570         int error;
3571         objset_t *os, *os2;
3572         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3573         zilog_t *zilog;
3574
3575         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3576
3577         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3578             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3579
3580         /*
3581          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3582          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3583          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3584          */
3585         if (ztest_random(2) == 0 &&
3586             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3587                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3588                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3589                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3590                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3591         }
3592
3593         /*
3594          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3595          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3596          * and all of its snapshots.
3597          */
3598         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3599             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3600
3601         /*
3602          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3603          */
3604         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3605             FTAG, &os));
3606
3607         /*
3608          * Verify that we can create a new dataset.
3609          */
3610         error = ztest_dataset_create(name);
3611         if (error) {
3612                 if (error == ENOSPC) {
3613                         ztest_record_enospc(FTAG);
3614                         rw_exit(&ztest_name_lock);
3615                         return;
3616                 }
3617                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3618         }
3619
3620         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3621
3622         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3623
3624         /*
3625          * Open the intent log for it.
3626          */
3627         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3628
3629         /*
3630          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3631          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3632          */
3633         iters = ztest_random(5);
3634         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3635                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3636                 if (ztest_random(iters) == 0)
3637                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3638         }
3639
3640         /*
3641          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3642          */
3643         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3644             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3645
3646         /*
3647          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3648          */
3649         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3650         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3651
3652         /*
3653          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3654          */
3655         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3656             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3657
3658         zil_close(zilog);
3659         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3660         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3661
3662         rw_exit(&ztest_name_lock);
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3667  */
3668 void
3669 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3670 {
3671         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3672         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3673         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3674         rw_exit(&ztest_name_lock);
3675 }
3676
3677 /*
3678  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3679  */
3680 void
3681 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3682 {
3683         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3684         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3685         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3686         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3687         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3688         int error;
3689
3690         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3691             "%s@s1_%llu", osname, id);
3692         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3693             "%s/c1_%llu", osname, id);
3694         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3695             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3696         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3697             "%s/c2_%llu", osname, id);
3698         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3699             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3700
3701         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3702         if (error && error != ENOENT)
3703                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3704         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3705         if (error && error != ENOENT)
3706                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3707         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3708         if (error && error != ENOENT)
3709                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3710         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3711         if (error && error != ENOENT)
3712                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3713         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3714         if (error && error != ENOENT)
3715                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3720  */
3721 void
3722 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3723 {
3724         objset_t *os;
3725         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3726         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3727         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3728         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3729         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3730         char *osname = zd->zd_name;
3731         int error;
3732
3733         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3734
3735         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3736
3737         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3738             "%s@s1_%llu", osname, id);
3739         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3740             "%s/c1_%llu", osname, id);
3741         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3742             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3743         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3744             "%s/c2_%llu", osname, id);
3745         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3746             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3747
3748         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3749         if (error && error != EEXIST) {
3750                 if (error == ENOSPC) {
3751                         ztest_record_enospc(FTAG);
3752                         goto out;
3753                 }
3754                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3755         }
3756
3757         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3758         if (error) {
3759                 if (error == ENOSPC) {
3760                         ztest_record_enospc(FTAG);
3761                         goto out;
3762                 }
3763                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3764         }
3765
3766         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3767         if (error && error != EEXIST) {
3768                 if (error == ENOSPC) {
3769                         ztest_record_enospc(FTAG);
3770                         goto out;
3771                 }
3772                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3773         }
3774
3775         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3776         if (error && error != EEXIST) {
3777                 if (error == ENOSPC) {
3778                         ztest_record_enospc(FTAG);
3779                         goto out;
3780                 }
3781                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3782         }
3783
3784         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3785         if (error) {
3786                 if (error == ENOSPC) {
3787                         ztest_record_enospc(FTAG);
3788                         goto out;
3789                 }
3790                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3791         }
3792
3793         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3794         if (error)
3795                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3796         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3797         if (error == ENOSPC) {
3798                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3799                 ztest_record_enospc(FTAG);
3800                 goto out;
3801         }
3802         if (error != EBUSY)
3803                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3804                     error);
3805         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3806
3807 out:
3808         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3809
3810         rw_exit(&ztest_name_lock);
3811 }
3812
3813 /*
3814  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3815  */
3816 void
3817 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3818 {
3819         ztest_od_t od[4];
3820         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3821
3822         for (int b = 0; b < batchsize; b++) {
3823                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
3824                     0, 0, 0);
3825         }
3826
3827         /*
3828          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3829          * and do some I/O on the new objects.
3830          */
3831         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3832                 return;
3833
3834         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3835                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3836                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3837 }
3838
3839 /*
3840  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
3841  */
3842 void
3843 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3844 {
3845         objset_t *os = zd->zd_os;
3846         int dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
3847         uint64_t object;
3848
3849         /*
3850          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
3851          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
3852          */
3853         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
3854         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
3855         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
3856         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
3857 }
3858
3859 /*
3860  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3861  */
3862 void
3863 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3864 {
3865         objset_t *os = zd->zd_os;
3866         ztest_od_t od[2];
3867         dmu_tx_t *tx;
3868         int i, freeit, error;
3869         uint64_t n, s, txg;
3870         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3871         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3872         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3873         uint64_t regions = 997;
3874         uint64_t stride = 123456789ULL;
3875         uint64_t width = 40;
3876         int free_percent = 5;
3877
3878         /*
3879          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3880          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3881          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3882          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3883          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3884          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3885          *
3886          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3887          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3888          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3889          *
3890          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3891          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3892          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3893          *
3894          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3895          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3896          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3897          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3898          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3899          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3900          */
3901
3902         /*
3903          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3904          */
3905         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
3906             chunksize);
3907         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
3908             chunksize);
3909
3910         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3911                 return;
3912
3913         bigobj = od[0].od_object;
3914         packobj = od[1].od_object;
3915         chunksize = od[0].od_gen;
3916         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3917
3918         /*
3919          * Prefetch a random chunk of the big object.
3920          * Our aim here is to get some async reads in flight
3921          * for blocks that we may free below; the DMU should
3922          * handle this race correctly.
3923          */
3924         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3925         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3926         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3927             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3928
3929         /*
3930          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3931          */
3932         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3933         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3934
3935         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3936         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3937
3938         bigoff = n * chunksize;
3939         bigsize = s * chunksize;
3940
3941         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3942         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3943
3944         /*
3945          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3946          * overwriting it.
3947          */
3948         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3949
3950         /*
3951          * Read the current contents of our objects.
3952          */
3953         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3954             DMU_READ_PREFETCH);
3955         ASSERT0(error);
3956         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3957             DMU_READ_PREFETCH);
3958         ASSERT0(error);
3959
3960         /*
3961          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3962          */
3963         tx = dmu_tx_create(os);
3964
3965         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3966
3967         if (freeit)
3968                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3969         else
3970                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3971
3972         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3973         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3974
3975         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3976         if (txg == 0) {
3977                 umem_free(packbuf, packsize);
3978                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3979                 return;
3980         }
3981
3982         enum zio_checksum cksum;
3983         do {
3984                 cksum = (enum zio_checksum)
3985                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3986         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3987         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3988
3989         enum zio_compress comp;
3990         do {
3991                 comp = (enum zio_compress)
3992                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3993         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3994         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3995
3996         /*
3997          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3998          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3999          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4000          * with the new values we want to write out.
4001          */
4002         for (i = 0; i < s; i++) {
4003                 /* LINTED */
4004                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4005                 /* LINTED */
4006                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4007                 /* LINTED */
4008                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4009
4010                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4011                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4012
4013                 if (pack->bw_txg > txg)
4014                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4015                             pack->bw_txg, txg);
4016
4017                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4018                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4019                             pack->bw_index, n, i);
4020
4021                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4022                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4023
4024                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4025                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4026
4027                 if (freeit) {
4028                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4029                 } else {
4030                         pack->bw_index = n + i;
4031                         pack->bw_txg = txg;
4032                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4033                 }
4034                 *bigH = *pack;
4035                 *bigT = *pack;
4036         }
4037
4038         /*
4039          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4040          * Now write them out.
4041          */
4042         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4043
4044         if (freeit) {
4045                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4046                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4047                             " txg %llx\n",
4048                             (u_longlong_t)bigoff,
4049                             (u_longlong_t)bigsize,
4050                             (u_longlong_t)txg);
4051                 }
4052                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4053         } else {
4054                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4055                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4056                             " txg %llx\n",
4057                             (u_longlong_t)bigoff,
4058                             (u_longlong_t)bigsize,
4059                             (u_longlong_t)txg);
4060                 }
4061                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4062         }
4063
4064         dmu_tx_commit(tx);
4065
4066         /*
4067          * Sanity check the stuff we just wrote.
4068          */
4069         {
4070                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4071                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4072
4073                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4074                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4075                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4076                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4077
4078                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4079                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4080
4081                 umem_free(packcheck, packsize);
4082                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4083         }
4084
4085         umem_free(packbuf, packsize);
4086         umem_free(bigbuf, bigsize);
4087 }
4088
4089 void
4090 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4091     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4092 {
4093         uint64_t i;
4094         bufwad_t *pack;
4095         bufwad_t *bigH;
4096         bufwad_t *bigT;
4097
4098         /*
4099          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4100          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4101          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4102          * with the new values we want to write out.
4103          */
4104         for (i = 0; i < s; i++) {
4105                 /* LINTED */
4106                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4107                 /* LINTED */
4108                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4109                 /* LINTED */
4110                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4111
4112                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4113                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4114
4115                 if (pack->bw_txg > txg)
4116                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4117                             pack->bw_txg, txg);
4118
4119                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4120                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4121                             pack->bw_index, n, i);
4122
4123                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4124                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4125
4126                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4127                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4128
4129                 pack->bw_index = n + i;
4130                 pack->bw_txg = txg;
4131                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4132
4133                 *bigH = *pack;
4134                 *bigT = *pack;
4135         }
4136 }
4137
4138 void
4139 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4140 {
4141         objset_t *os = zd->zd_os;
4142         ztest_od_t od[2];
4143         dmu_tx_t *tx;
4144         uint64_t i;
4145         int error;
4146         uint64_t n, s, txg;
4147         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4148         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4149         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4150         uint64_t chunksize = blocksize;
4151         uint64_t regions = 997;
4152         uint64_t stride = 123456789ULL;
4153         uint64_t width = 9;
4154         dmu_buf_t *bonus_db;
4155         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4156         dmu_object_info_t doi;
4157
4158         /*
4159          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4160          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4161          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4162          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4163          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4164          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4165          *
4166          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4167          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4168          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4169          *
4170          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4171          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4172          */
4173
4174         /*
4175          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4176          */
4177         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
4178             0, 0);
4179         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4180             chunksize);
4181
4182         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4183                 return;
4184
4185         bigobj = od[0].od_object;
4186         packobj = od[1].od_object;
4187         blocksize = od[0].od_blocksize;
4188         chunksize = blocksize;
4189         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4190
4191         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4192         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4193         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4194         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4195
4196         /*
4197          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4198          */
4199         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4200         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4201
4202         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4203         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4204
4205         bigoff = n * chunksize;
4206         bigsize = s * chunksize;
4207
4208         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4209         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4210
4211         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4212
4213         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4214
4215         /*
4216          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4217          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4218          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4219          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4220          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4221          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4222          * Iteration 6 one more zcopy write.
4223          */
4224         for (i = 0; i < 7; i++) {
4225                 uint64_t j;
4226                 uint64_t off;
4227
4228                 /*
4229                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4230                  * that don't match bigobj blksz to test
4231                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4232                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4233                  */
4234                 for (j = 0; j < s; j++) {
4235                         if (i != 5) {
4236                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4237                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4238                         } else {
4239                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4240                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4241                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4242                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4243                         }
4244                 }
4245
4246                 /*
4247                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4248                  */
4249                 tx = dmu_tx_create(os);
4250
4251                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4252                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4253
4254                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4255                 if (txg == 0) {
4256                         umem_free(packbuf, packsize);
4257                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4258                         for (j = 0; j < s; j++) {
4259                                 if (i != 5) {
4260                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4261                                 } else {
4262                                         dmu_return_arcbuf(
4263                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4264                                         dmu_return_arcbuf(
4265                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4266                                 }
4267                         }
4268                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4269                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4270                         return;
4271                 }
4272
4273                 /*
4274                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4275                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4276                  * existing dbufs for the specified offsets.
4277                  */
4278                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4279                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4280                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4281                         ASSERT0(error);
4282                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4283                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4284                         ASSERT0(error);
4285                 }
4286                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4287                     n, chunksize, txg);
4288
4289                 /*
4290                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4291                  * Now write them out.
4292                  */
4293                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4294                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4295                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4296                             " txg %llx\n",
4297                             (u_longlong_t)bigoff,
4298                             (u_longlong_t)bigsize,
4299                             (u_longlong_t)txg);
4300                 }
4301                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4302                         dmu_buf_t *dbt;
4303                         if (i != 5) {
4304                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4305                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4306                         } else {
4307                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4308                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4309                                     chunksize / 2);
4310                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4311                                     chunksize / 2,
4312                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4313                                     chunksize / 2);
4314                         }
4315
4316                         if (i == 1) {
4317                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4318                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4319                         }
4320                         if (i != 5) {
4321                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4322                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4323                         } else {
4324                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4325                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4326                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4327                                     off + chunksize / 2,
4328                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4329                         }
4330                         if (i == 1) {
4331                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4332                         }
4333                 }
4334                 dmu_tx_commit(tx);
4335
4336                 /*
4337                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4338                  */
4339                 {
4340                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4341                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4342
4343                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4344                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4345                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4346                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4347
4348                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4349                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4350
4351                         umem_free(packcheck, packsize);
4352                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4353                 }
4354                 if (i == 2) {
4355                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4356                 } else if (i == 3) {
4357                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4358                 }
4359         }
4360
4361         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4362         umem_free(packbuf, packsize);
4363         umem_free(bigbuf, bigsize);
4364         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4365 }
4366
4367 /* ARGSUSED */
4368 void
4369 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4370 {
4371         ztest_od_t od[1];
4372         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4373             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4374
4375         /*
4376          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4377          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4378          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4379          */
4380         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4381             0, 0, 0);
4382
4383         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4384                 return;
4385
4386         while (ztest_random(10) != 0)
4387                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4388 }
4389
4390 void
4391 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4392 {
4393         ztest_od_t od[1];
4394         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4395             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4396         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4397         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4398         void *data;
4399
4400         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
4401             0, 0);
4402
4403         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4404                 return;
4405
4406         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4407                 return;
4408
4409         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4410
4411         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4412
4413         while (ztest_random(count) != 0) {
4414                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4415                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4416                     data) != 0)
4417                         break;
4418                 while (ztest_random(4) != 0)
4419                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4420         }
4421
4422         umem_free(data, blocksize);
4423 }
4424
4425 /*
4426  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4427  */
4428 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4429 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4430 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4431
4432 void
4433 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4434 {
4435         objset_t *os = zd->zd_os;
4436         ztest_od_t od[1];
4437         uint64_t object;
4438         uint64_t txg, last_txg;
4439         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4440         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4441         int i, ints;
4442         dmu_tx_t *tx;
4443         char propname[100], txgname[100];
4444         int error;
4445         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4446
4447         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4448
4449         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4450                 return;
4451
4452         object = od[0].od_object;
4453
4454         /*
4455          * Generate a known hash collision, and verify that
4456          * we can lookup and remove both entries.
4457          */
4458         tx = dmu_tx_create(os);
4459         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4460         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4461         if (txg == 0)
4462                 return;
4463         for (i = 0; i < 2; i++) {
4464                 value[i] = i;
4465                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4466                     1, &value[i], tx));
4467         }
4468         for (i = 0; i < 2; i++) {
4469                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4470                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4471                 VERIFY3U(0, ==,
4472                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4473                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4474                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4475         }
4476         for (i = 0; i < 2; i++) {
4477                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4478         }
4479         dmu_tx_commit(tx);
4480
4481         /*
4482          * Generate a buch of random entries.
4483          */
4484         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4485
4486         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4487         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4488         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4489         bzero(value, sizeof (value));
4490         last_txg = 0;
4491
4492         /*
4493          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4494          */
4495         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4496         if (error == 0) {
4497                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4498                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4499
4500                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4501                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4502
4503                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4504                     &zl_ints) == 0);
4505
4506                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4507                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4508
4509                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4510                     zl_ints, value) == 0);
4511
4512                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4513                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4514                 }
4515         } else {
4516                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4517         }
4518
4519         /*
4520          * Atomically update two entries in our zap object.
4521          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4522          * in which the property was last updated.  The second
4523          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4524          * should be txg + object + n.
4525          */
4526         tx = dmu_tx_create(os);
4527         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4528         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4529         if (txg == 0)
4530                 return;
4531
4532         if (last_txg > txg)
4533                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4534
4535         for (i = 0; i < ints; i++)
4536                 value[i] = txg + object + i;
4537
4538         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4539             1, &txg, tx));
4540         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4541             ints, value, tx));
4542
4543         dmu_tx_commit(tx);
4544
4545         /*
4546          * Remove a random pair of entries.
4547          */
4548         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4549         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4550         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4551
4552         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4553
4554         if (error == ENOENT)
4555                 return;
4556
4557         ASSERT0(error);
4558
4559         tx = dmu_tx_create(os);
4560         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4561         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4562         if (txg == 0)
4563                 return;
4564         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4565         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4566         dmu_tx_commit(tx);
4567 }
4568
4569 /*
4570  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4571  */
4572 void
4573 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4574 {
4575         objset_t *os = zd->zd_os;
4576         ztest_od_t od[1];
4577         uint64_t object, txg;
4578
4579         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4580
4581         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4582                 return;
4583
4584         object = od[0].od_object;
4585
4586         /*
4587          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4588          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4589          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4590          */
4591         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4592                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4593                 uint64_t value = i;
4594                 dmu_tx_t *tx;
4595                 int error;
4596
4597                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4598                     id, value);
4599
4600                 tx = dmu_tx_create(os);
4601                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4602                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4603                 if (txg == 0)
4604                         return;
4605                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4606                     &value, tx);
4607                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4608                 dmu_tx_commit(tx);
4609         }
4610 }
4611
4612 /* ARGSUSED */
4613 void
4614 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4615 {
4616         objset_t *os = zd->zd_os;
4617         ztest_od_t od[1];
4618         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4619         dmu_tx_t *tx;
4620         int i, namelen, error;
4621         int micro = ztest_random(2);
4622         char name[20], string_value[20];
4623         void *data;
4624
4625         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER,
4626             0, 0, 0);
4627
4628         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4629                 return;
4630
4631         object = od[0].od_object;
4632
4633         /*
4634          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4635          * x is a random printable character and the dots are dots.
4636          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4637          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4638          */
4639         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4640
4641         for (i = 0; i < 3; i++)
4642                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4643         for (; i < namelen - 1; i++)
4644                 name[i] = '.';
4645         name[i] = '\0';
4646
4647         if ((namelen & 1) || micro) {
4648                 wsize = sizeof (txg);
4649                 wc = 1;
4650                 data = &txg;
4651         } else {
4652                 wsize = 1;
4653                 wc = namelen;
4654                 data = string_value;
4655         }
4656
4657         count = -1ULL;
4658         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4659         ASSERT(count != -1ULL);
4660
4661         /*
4662          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4663          */
4664         i = ztest_random(5);
4665
4666         if (i >= 2) {
4667                 tx = dmu_tx_create(os);
4668                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4669                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4670                 if (txg == 0)
4671                         return;
4672                 bcopy(name, string_value, namelen);
4673         } else {
4674                 tx = NULL;
4675                 txg = 0;
4676                 bzero(string_value, namelen);
4677         }
4678
4679         switch (i) {
4680
4681         case 0:
4682                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4683                 if (error == 0) {
4684                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4685                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4686                 } else {
4687                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4688                 }
4689                 break;
4690
4691         case 1:
4692                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4693                 if (error == 0) {
4694                         if (data == string_value &&
4695                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4696                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4697                                     name, data, namelen);
4698                 } else {
4699                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4700                 }
4701                 break;
4702
4703         case 2:
4704                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4705                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4706                 break;
4707
4708         case 3:
4709                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4710                 break;
4711
4712         case 4:
4713                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4714                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4715                 break;
4716         }
4717
4718         if (tx != NULL)
4719                 dmu_tx_commit(tx);
4720 }
4721
4722 /*
4723  * Commit callback data.
4724  */
4725 typedef struct ztest_cb_data {
4726         list_node_t             zcd_node;
4727         uint64_t                zcd_txg;
4728         int                     zcd_expected_err;
4729         boolean_t               zcd_added;
4730         boolean_t               zcd_called;
4731         spa_t                   *zcd_spa;
4732 } ztest_cb_data_t;
4733
4734 /* This is the actual commit callback function */
4735 static void
4736 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4737 {
4738         ztest_cb_data_t *data = arg;
4739         uint64_t synced_txg;
4740
4741         VERIFY(data != NULL);
4742         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4743         VERIFY(!data->zcd_called);
4744
4745         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4746         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4747                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4748                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4749                     synced_txg);
4750
4751         data->zcd_called = B_TRUE;
4752
4753         if (error == ECANCELED) {
4754                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4755                 ASSERT(!data->zcd_added);
4756
4757                 /*
4758                  * The private callback data should be destroyed here, but
4759                  * since we are going to check the zcd_called field after
4760                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4761                  */
4762                 return;
4763         }
4764
4765         /* Was this callback added to the global callback list? */
4766         if (!data->zcd_added)
4767                 goto out;
4768
4769         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4770
4771         /* Remove our callback from the list */
4772         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4773         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4774         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4775
4776 out:
4777         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4778 }
4779
4780 /* Allocate and initialize callback data structure */
4781 static ztest_cb_data_t *
4782 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4783 {
4784         ztest_cb_data_t *cb_data;
4785
4786         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4787
4788         cb_data->zcd_txg = txg;
4789         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4790
4791         return (cb_data);
4792 }
4793
4794 /*
4795  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4796  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4797  * implementation bug.
4798  */
4799 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4800
4801 /*
4802  * Commit callback test.
4803  */
4804 void
4805 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4806 {
4807         objset_t *os = zd->zd_os;
4808         ztest_od_t od[1];
4809         dmu_tx_t *tx;
4810         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4811         uint64_t old_txg, txg;
4812         int i, error;
4813
4814         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4815
4816         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4817                 return;
4818
4819         tx = dmu_tx_create(os);
4820
4821         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4822         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4823
4824         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4825
4826         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4827         if (ztest_random(100) == 0)
4828                 error = -1;
4829
4830         if (!error)
4831                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4832
4833         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4834
4835         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4836         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4837         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4838
4839         if (error) {
4840                 /*
4841                  * It's not a strict requirement to call the registered
4842                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4843                  * it's supposed to happen in the current implementation
4844                  * so we will check for that.
4845                  */
4846                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4847                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4848                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4849                 }
4850
4851                 dmu_tx_abort(tx);
4852
4853                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4854                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4855                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4856                 }
4857
4858                 return;
4859         }
4860
4861         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4862         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4863
4864         /*
4865          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4866          */
4867         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4868             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4869
4870         if (old_txg > txg)
4871                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4872                     old_txg, txg);
4873
4874         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4875
4876         mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4877
4878         /*
4879          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4880          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4881          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4882          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4883          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4884          * implementation.
4885          *
4886          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4887          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4888          * implementation bug..
4889          */
4890         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4891         if (tmp_cb != NULL &&
4892             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4893                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4894                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4895         }
4896
4897         /*
4898          * Let's find the place to insert our callbacks.
4899          *
4900          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4901          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4902          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4903          * (from other objsets) may have sneaked in.
4904          */
4905         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4906         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4907                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4908
4909         /* Add the 3 callbacks to the list */
4910         for (i = 0; i < 3; i++) {
4911                 if (tmp_cb == NULL)
4912                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4913                 else
4914                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4915                             cb_data[i]);
4916
4917                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4918                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4919
4920                 tmp_cb = cb_data[i];
4921         }
4922
4923         mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4924
4925         dmu_tx_commit(tx);
4926 }
4927
4928 /*
4929  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
4930  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
4931  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
4932  */
4933 void
4934 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4935 {
4936         objset_t *os = zd->zd_os;
4937         uint64_t obj;
4938         int err = 0;
4939
4940         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
4941                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
4942                 dmu_object_info_t doi;
4943                 dmu_buf_t *db;
4944
4945                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0)
4946                         continue;
4947
4948                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
4949                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
4950                         bt = ztest_bt_bonus(db);
4951
4952                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
4953                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
4954                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
4955                             bt->bt_crtxg);
4956                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
4957                 }
4958
4959                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
4960         }
4961 }
4962
4963 /* ARGSUSED */
4964 void
4965 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4966 {
4967         zfs_prop_t proplist[] = {
4968                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4969                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4970                 ZFS_PROP_COPIES,
4971                 ZFS_PROP_DEDUP
4972         };
4973
4974         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4975
4976         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4977                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4978                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4979
4980         rw_exit(&ztest_name_lock);
4981 }
4982
4983 /* ARGSUSED */
4984 void
4985 ztest_remap_blocks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4986 {
4987         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4988
4989         int error = dmu_objset_remap_indirects(zd->zd_name);
4990         if (error == ENOSPC)
4991                 error = 0;
4992         ASSERT0(error);
4993
4994         rw_exit(&ztest_name_lock);
4995 }
4996
4997 /* ARGSUSED */
4998 void
4999 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5000 {
5001         nvlist_t *props = NULL;
5002
5003         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5004
5005         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5006             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5007
5008         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5009
5010         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5011                 dump_nvlist(props, 4);
5012
5013         nvlist_free(props);
5014
5015         rw_exit(&ztest_name_lock);
5016 }
5017
5018 static int
5019 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5020 {
5021         nvlist_t *snaps, *holds;
5022         int error;
5023
5024         snaps = fnvlist_alloc();
5025         holds = fnvlist_alloc();
5026         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5027         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5028         fnvlist_free(holds);
5029         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5030         fnvlist_free(snaps);
5031         return (error);
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5036  */
5037 void
5038 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5039 {
5040         int error;
5041         objset_t *os = zd->zd_os;
5042         objset_t *origin;
5043         char snapname[100];
5044         char fullname[100];
5045         char clonename[100];
5046         char tag[100];
5047         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5048         nvlist_t *holds;
5049
5050         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5051
5052         dmu_objset_name(os, osname);
5053
5054         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
5055         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5056         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5057             "%s/ch1_%llu", osname, id);
5058         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
5059
5060         /*
5061          * Clean up from any previous run.
5062          */
5063         error = dsl_destroy_head(clonename);
5064         if (error != ENOENT)
5065                 ASSERT0(error);
5066         error = user_release_one(fullname, tag);
5067         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5068                 ASSERT0(error);
5069         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5070         if (error != ENOENT)
5071                 ASSERT0(error);
5072
5073         /*
5074          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5075          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5076          */
5077         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5078         if (error) {
5079                 if (error == ENOSPC) {
5080                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5081                         goto out;
5082                 }
5083                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5084         }
5085
5086         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5087         if (error) {
5088                 if (error == ENOSPC) {
5089                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5090                         goto out;
5091                 }
5092                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5093         }
5094
5095         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5096         if (error) {
5097                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5098                     fullname, error);
5099         }
5100
5101         error = dsl_destroy_head(clonename);
5102         if (error)
5103                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5104
5105         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5106         if (error != ENOENT)
5107                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5108
5109         /*
5110          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5111          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5112          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5113          */
5114         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5115         if (error) {
5116                 if (error == ENOSPC) {
5117                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5118                         goto out;
5119                 }
5120                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5121         }
5122
5123         holds = fnvlist_alloc();
5124         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5125         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5126         fnvlist_free(holds);
5127
5128         if (error == ENOSPC) {
5129                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5130                 goto out;
5131         } else if (error) {
5132                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5133                     fullname, tag, error);
5134         }
5135
5136         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5137         if (error != EBUSY) {
5138                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5139                     fullname, error);
5140         }
5141
5142         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5143         if (error) {
5144                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5145                     fullname, error);
5146         }
5147
5148         error = user_release_one(fullname, tag);
5149         if (error)
5150                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5151
5152         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5153
5154 out:
5155         rw_exit(&ztest_name_lock);
5156 }
5157
5158 /*
5159  * Inject random faults into the on-disk data.
5160  */
5161 /* ARGSUSED */
5162 void
5163 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5164 {
5165         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5166         spa_t *spa = ztest_spa;
5167         int fd;
5168         uint64_t offset;
5169         uint64_t leaves;
5170         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
5171         uint64_t top, leaf;
5172         char path0[MAXPATHLEN];
5173         char pathrand[MAXPATHLEN];
5174         size_t fsize;
5175         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5176         int iters = 1000;
5177         int maxfaults;
5178         int mirror_save;
5179         vdev_t *vd0 = NULL;
5180         uint64_t guid0 = 0;
5181         boolean_t islog = B_FALSE;
5182
5183         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5184
5185         /*
5186          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
5187          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
5188          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
5189          * blocks which may have already been damaged.
5190          */
5191         if (ztest_device_removal_active) {
5192                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5193                 return;
5194         }
5195
5196         maxfaults = MAXFAULTS();
5197         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5198         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5199         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5200
5201         ASSERT(leaves >= 1);
5202
5203         /*
5204          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5205          * which don't like to have their vdevs changed while
5206          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5207          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5208          */
5209         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5210
5211         /*
5212          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5213          */
5214         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5215
5216         if (ztest_random(2) == 0) {
5217                 /*
5218                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5219                  */
5220                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5221                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5222
5223                 /*
5224                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5225                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5226                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5227                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5228                  */
5229                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
5230                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5231                     top * leaves + zs->zs_splits);
5232                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
5233                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5234                     top * leaves + leaf);
5235
5236                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5237                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5238                         islog = B_TRUE;
5239
5240                 /*
5241                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5242                  * then we only allow faults on the device that is
5243                  * resilvering.
5244                  */
5245                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5246                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5247                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5248                         /*
5249                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5250                          * or unwriteable, or reach behind its back
5251                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5252                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5253                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5254                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5255                          * combination of this with injection of random data
5256                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5257                          */
5258                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5259
5260                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
5261                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
5262
5263                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5264                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5265                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5266                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5267                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5268                         } else {
5269                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5270                         }
5271                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5272                 }
5273         } else {
5274                 /*
5275                  * Inject errors on an l2cache device.
5276                  */
5277                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5278
5279                 if (sav->sav_count == 0) {
5280                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5281                         rw_exit(&ztest_name_lock);
5282                         return;
5283                 }
5284                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5285                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5286                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5287                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5288
5289                 leaf = 0;
5290                 leaves = 1;
5291                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5292         }
5293
5294         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5295         rw_exit(&ztest_name_lock);
5296
5297         /*
5298          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5299          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5300          */
5301         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5302                 if (ztest_random(10) < 6) {
5303                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5304                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5305
5306                         /*
5307                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5308                          * prevent a race between offlining a slog and
5309                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5310                          * grab a reference on the dataset which may cause
5311                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
5312                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5313                          */
5314                         if (islog)
5315                                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5316
5317                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5318
5319                         if (islog)
5320                                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5321                 } else {
5322                         /*
5323                          * Ideally we would like to be able to randomly
5324                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5325                          * to force unpredictable failures but the side
5326                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5327                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5328                          * prevent a race between injection testing and
5329                          * aux_vdev removal.
5330                          */
5331                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5332                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5333                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5334                 }
5335         }
5336
5337         if (maxfaults == 0)
5338                 return;
5339
5340         /*
5341          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5342          */
5343         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5344
5345         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
5346                 return;
5347
5348         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5349
5350         while (--iters != 0) {
5351                 /*
5352                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5353                  * we do not inject a given logical block with errors
5354                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5355                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5356                  *
5357                  * We divide each leaf into chunks of size
5358                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5359                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5360                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5361                  * The error injection ranges are separated by ranges
5362                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5363                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5364                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5365                  * a target in two different injection ranges (on different
5366                  * leaf vdevs).
5367                  *
5368                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5369                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5370                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5371                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5372                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5373                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5374                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5375                  */
5376                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5377                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5378                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5379
5380                 /*
5381                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5382                  *
5383                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5384                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5385                  * because we also damage (parts of) the other side of
5386                  * the mirror/raidz.
5387                  *
5388                  * Additionally, we will always have both an even and an
5389                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5390                  * middle of vdev_config_sync().
5391                  */
5392                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5393                         continue;
5394
5395                 /*
5396                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5397                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5398                  * sizeof (vdev_label_t).
5399                  */
5400                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5401                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5402                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5403                         continue;
5404
5405                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5406                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5407                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5408                         (void) close(fd);
5409                         return;
5410                 }
5411
5412                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5413                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5414                             offset, pathrand);
5415
5416                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5417
5418                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5419                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5420                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5421         }
5422
5423         (void) close(fd);
5424 }
5425
5426 /*
5427  * Verify that DDT repair works as expected.
5428  */
5429 void
5430 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5431 {
5432         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5433         spa_t *spa = ztest_spa;
5434         objset_t *os = zd->zd_os;
5435         ztest_od_t od[1];
5436         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5437         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5438         dmu_buf_t *db;
5439         dmu_tx_t *tx;
5440         abd_t *abd;
5441         blkptr_t blk;
5442         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5443
5444         blocksize = ztest_random_blocksize();
5445         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5446
5447         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize,
5448             0, 0);
5449
5450         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5451                 return;
5452
5453         /*
5454          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5455          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5456          */
5457         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5458
5459         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5460             B_FALSE) != 0 ||
5461             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5462             B_FALSE) != 0) {
5463                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5464                 return;
5465         }
5466
5467         dmu_objset_stats_t dds;
5468         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5469         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5470         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5471
5472         object = od[0].od_object;
5473         blocksize = od[0].od_blocksize;
5474         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5475
5476         ASSERT(object != 0);
5477
5478         tx = dmu_tx_create(os);
5479         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5480         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5481         if (txg == 0) {
5482                 rw_exit(&ztest_name_lock);
5483                 return;
5484         }
5485
5486         /*
5487          * Write all the copies of our block.
5488          */
5489         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5490                 uint64_t offset = i * blocksize;
5491                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5492                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5493                 if (error != 0) {
5494                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5495                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5496                 }
5497                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5498                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5499                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5500                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5501                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5502                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5503                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5504         }
5505
5506         dmu_tx_commit(tx);
5507         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5508
5509         /*
5510          * Find out what block we got.
5511          */
5512         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5513             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5514         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5515         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5516
5517         /*
5518          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5519          */
5520         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5521         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5522         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5523
5524         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5525             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5526             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5527
5528         abd_free(abd);
5529
5530         rw_exit(&ztest_name_lock);
5531 }
5532
5533 /*
5534  * Scrub the pool.
5535  */
5536 /* ARGSUSED */
5537 void
5538 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5539 {
5540         spa_t *spa = ztest_spa;
5541
5542         /*
5543          * Scrub in progress by device removal.
5544          */
5545         if (ztest_device_removal_active)
5546                 return;
5547
5548         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5549         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5550         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5551 }
5552
5553 /*
5554  * Change the guid for the pool.
5555  */
5556 /* ARGSUSED */
5557 void
5558 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5559 {
5560         spa_t *spa = ztest_spa;
5561         uint64_t orig, load;
5562         int error;
5563
5564         orig = spa_guid(spa);
5565         load = spa_load_guid(spa);
5566
5567         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5568         error = spa_change_guid(spa);
5569         rw_exit(&ztest_name_lock);
5570
5571         if (error != 0)
5572                 return;
5573
5574         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5575                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5576                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5577         }
5578
5579         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5580         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5581 }
5582
5583 static vdev_t *
5584 ztest_random_concrete_vdev_leaf(vdev_t *vd)
5585 {
5586         if (vd == NULL)
5587                 return (NULL);
5588
5589         if (vd->vdev_children == 0)
5590                 return (vd);
5591
5592         vdev_t *eligible[vd->vdev_children];
5593         int eligible_idx = 0, i;
5594         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
5595                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[i];
5596                 if (cvd->vdev_top->vdev_removing)
5597                         continue;
5598                 if (cvd->vdev_children > 0 ||
5599                     (vdev_is_concrete(cvd) && !cvd->vdev_detached)) {
5600                         eligible[eligible_idx++] = cvd;
5601                 }
5602         }
5603         VERIFY(eligible_idx > 0);
5604
5605         uint64_t child_no = ztest_random(eligible_idx);
5606         return (ztest_random_concrete_vdev_leaf(eligible[child_no]));
5607 }
5608
5609 /* ARGSUSED */
5610 void
5611 ztest_initialize(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5612 {
5613         spa_t *spa = ztest_spa;
5614         int error = 0;
5615
5616         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5617
5618         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
5619
5620         /* Random leaf vdev */
5621         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
5622         if (rand_vd == NULL) {
5623                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5624                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5625                 return;
5626         }
5627
5628         /*
5629          * The random vdev we've selected may change as soon as we
5630          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
5631          * we're interested in.
5632          */
5633         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
5634         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
5635         boolean_t active = rand_vd->vdev_initialize_thread != NULL;
5636
5637         zfs_dbgmsg("vd %p, guid %llu", rand_vd, guid);
5638         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
5639
5640         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_INITIALIZE_FUNCS);
5641         error = spa_vdev_initialize(spa, guid, cmd);
5642         switch (cmd) {
5643         case POOL_INITIALIZE_CANCEL:
5644                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5645                         (void) printf("Cancel initialize %s", path);
5646                         if (!active)
5647                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5648                         (void) printf("\n");
5649                 }
5650                 break;
5651         case POOL_INITIALIZE_DO:
5652                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5653                         (void) printf("Start initialize %s", path);
5654                         if (active && error == 0)
5655                                 (void) printf(" failed (already active)");
5656                         else if (error != 0)
5657                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
5658                         (void) printf("\n");
5659                 }
5660                 break;
5661         case POOL_INITIALIZE_SUSPEND:
5662                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5663                         (void) printf("Suspend initialize %s", path);
5664                         if (!active)
5665                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
5666                         (void) printf("\n");
5667                 }
5668                 break;
5669         }
5670         free(path);
5671         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5672 }
5673
5674 /*
5675  * Verify pool integrity by running zdb.
5676  */
5677 static void
5678 ztest_run_zdb(char *pool)
5679 {
5680         int status;
5681         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5682         char zbuf[1024];
5683         char *bin;
5684         char *ztest;
5685         char *isa;
5686         int isalen;
5687         FILE *fp;
5688
5689         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5690
5691         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5692         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5693         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5694         isa = bin + 8;
5695         isalen = ztest - isa;
5696         isa = strdup(isa);
5697         /* LINTED */
5698         (void) sprintf(bin,
5699             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -G -d -U %s %s",
5700             isalen,
5701             isa,
5702             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5703             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5704             spa_config_path,
5705             pool);
5706         free(isa);
5707
5708         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5709                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5710
5711         fp = popen(zdb, "r");
5712         assert(fp != NULL);
5713
5714         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5715                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5716                         (void) printf("%s", zbuf);
5717
5718         status = pclose(fp);
5719
5720         if (status == 0)
5721                 return;
5722
5723         ztest_dump_core = 0;
5724         if (WIFEXITED(status))
5725                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5726         else
5727                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5728 }
5729
5730 static void
5731 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5732 {
5733         spa_t *spa = NULL;
5734
5735         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5736                 (void) printf("%s\n", header);
5737
5738         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5739         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5740                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5741                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5742         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5743 }
5744
5745 static void
5746 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5747 {
5748         nvlist_t *config, *newconfig;
5749         uint64_t pool_guid;
5750         spa_t *spa;
5751         int error;
5752
5753         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5754                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5755                     oldname, newname);
5756         }
5757
5758         /*
5759          * Clean up from previous runs.
5760          */
5761         (void) spa_destroy(newname);
5762
5763         /*
5764          * Get the pool's configuration and guid.
5765          */
5766         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5767
5768         /*
5769          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5770          */
5771         if (ztest_random(2) == 0)
5772                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5773
5774         pool_guid = spa_guid(spa);
5775         spa_close(spa, FTAG);
5776
5777         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5778
5779         /*
5780          * Export it.
5781          */
5782         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5783
5784         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5785
5786         /*
5787          * Try to import it.
5788          */
5789         newconfig = spa_tryimport(config);
5790         ASSERT(newconfig != NULL);
5791         nvlist_free(newconfig);
5792
5793         /*
5794          * Import it under the new name.
5795          */
5796         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5797         if (error != 0) {
5798                 dump_nvlist(config, 0);
5799                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5800                     oldname, newname, error);
5801         }
5802
5803         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5804
5805         /*
5806          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5807          */
5808         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5809
5810         /*
5811          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5812          */
5813         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5814
5815         /*
5816          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5817          */
5818         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5819
5820         /*
5821          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5822          */
5823         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5824         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5825         spa_close(spa, FTAG);
5826
5827         nvlist_free(config);
5828 }
5829
5830 static void
5831 ztest_resume(spa_t *spa)
5832 {
5833         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5834                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5835         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5836         vdev_clear(spa, NULL);
5837         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5838         (void) zio_resume(spa);
5839 }
5840
5841 static void *
5842 ztest_resume_thread(void *arg)
5843 {
5844         spa_t *spa = arg;
5845
5846         while (!ztest_exiting) {
5847                 if (spa_suspended(spa))
5848                         ztest_resume(spa);
5849                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5850
5851                 /*
5852                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
5853                  */
5854                 if (ztest_random(10) == 0)
5855                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
5856
5857                 /*
5858                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
5859                  */
5860                 if (ztest_random(10) == 0)
5861                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
5862         }
5863         return (NULL);
5864 }
5865
5866 static void *
5867 ztest_deadman_thread(void *arg)
5868 {
5869         ztest_shared_t *zs = arg;
5870         spa_t *spa = ztest_spa;
5871         hrtime_t delta, total = 0;
5872
5873         for (;;) {
5874                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5875                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5876
5877                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5878
5879                 /*
5880                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5881                  * check to see if the pool is making any progress. If
5882                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5883                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5884                  */
5885                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5886                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5887                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5888                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5889                         return (NULL);
5890                 }
5891                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5892
5893                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5894                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5895                     total);
5896         }
5897 }
5898
5899 static void
5900 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5901 {
5902         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5903         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5904         hrtime_t functime = gethrtime();
5905
5906         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5907                 zi->zi_func(zd, id);
5908
5909         functime = gethrtime() - functime;
5910
5911         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5912         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5913
5914         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5915                 Dl_info dli;
5916                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5917                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5918                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5919         }
5920 }
5921
5922 static void *
5923 ztest_thread(void *arg)
5924 {
5925         int rand;
5926         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5927         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5928         uint64_t call_next;
5929         hrtime_t now;
5930         ztest_info_t *zi;
5931         ztest_shared_callstate_t *zc;
5932
5933         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5934                 /*
5935                  * See if it's time to force a crash.
5936                  */
5937                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5938                         ztest_kill(zs);
5939
5940                 /*
5941                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5942                  */
5943                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5944                         break;
5945
5946                 /*
5947                  * Pick a random function to execute.
5948                  */
5949                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5950                 zi = &ztest_info[rand];
5951                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5952                 call_next = zc->zc_next;
5953
5954                 if (now >= call_next &&
5955                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5956                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5957                         ztest_execute(rand, zi, id);
5958                 }
5959         }
5960
5961         return (NULL);
5962 }
5963
5964 static void
5965 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5966 {
5967         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5968 }
5969
5970 static void
5971 ztest_dataset_destroy(int d)
5972 {
5973         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5974
5975         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5976
5977         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5978                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5979
5980         /*
5981          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5982          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5983          * so there may be more than one thing to clean up.
5984          */
5985         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5986             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5987                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5988         }
5989
5990         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5991             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5992 }
5993
5994 static void
5995 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5996 {
5997         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5998
5999         /*
6000          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6001          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6002          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6003          * If not, we have an object leak.
6004          *
6005          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6006          * when the open-context and syncing-context values agree.
6007          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6008          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6009          */
6010         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6011         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6012         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6013 }
6014
6015 static int
6016 ztest_dataset_open(int d)
6017 {
6018         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6019         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6020         objset_t *os;
6021         zilog_t *zilog;
6022         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6023         int error;
6024
6025         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6026
6027         rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
6028
6029         error = ztest_dataset_create(name);
6030         if (error == ENOSPC) {
6031                 rw_exit(&ztest_name_lock);
6032                 ztest_record_enospc(FTAG);
6033                 return (error);
6034         }
6035         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6036
6037         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
6038         rw_exit(&ztest_name_lock);
6039
6040         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6041
6042         zilog = zd->zd_zilog;
6043
6044         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6045             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6046                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6047                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6048
6049         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6050
6051         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6052
6053         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6054
6055         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6056                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6057                     zd->zd_name,
6058                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6059                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6060                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6061
6062         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6063
6064         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6065             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6066                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6067                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6068
6069         return (0);
6070 }
6071
6072 static void
6073 ztest_dataset_close(int d)
6074 {
6075         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6076
6077         zil_close(zd->zd_zilog);
6078         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
6079
6080         ztest_zd_fini(zd);
6081 }
6082
6083 /*
6084  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6085  */
6086 static void
6087 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6088 {
6089         thread_t *tid;
6090         spa_t *spa;
6091         objset_t *os;
6092         thread_t resume_tid;
6093         int error;
6094
6095         ztest_exiting = B_FALSE;
6096
6097         /*
6098          * Initialize parent/child shared state.
6099          */
6100         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6101         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6102         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6103
6104         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6105         zs->zs_thread_stop =
6106             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6107         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6108         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6109         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6110                 zs->zs_thread_kill -=
6111                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6112         }
6113
6114         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6115
6116         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6117             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6118
6119         /*
6120          * Open our pool.
6121          */
6122         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6123         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6124         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6125         ztest_spa = spa;
6126
6127         dmu_objset_stats_t dds;
6128         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6129             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6130         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6131         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6132         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6133         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6134         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6135
6136         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6137
6138         /*
6139          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6140          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6141          * the only valid replica.
6142          */
6143         if (MAXFAULTS() == 0)
6144                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6145         else
6146                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6147
6148         /*
6149          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6150          */
6151         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
6152             &resume_tid) == 0);
6153
6154         /*
6155          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
6156          */
6157         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
6158             NULL) == 0);
6159
6160         /*
6161          * Verify that we can safely inquire about any object,
6162          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6163          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6164          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6165          */
6166         for (int t = 0; t < 64; t++) {
6167                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
6168                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6169                             (1ULL << t) + d, NULL);
6170                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6171                             error == EINVAL);
6172                 }
6173         }
6174
6175         /*
6176          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6177          */
6178         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6179                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6180                 ztest_dataset_destroy(d);
6181         }
6182         zs->zs_enospc_count = 0;
6183
6184         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
6185             UMEM_NOFAIL);
6186
6187         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6188                 (void) printf("starting main threads...\n");
6189
6190         /*
6191          * Kick off all the tests that run in parallel.
6192          */
6193         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6194                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6195                     ztest_dataset_open(t) != 0)
6196                         return;
6197                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
6198                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
6199         }
6200
6201         /*
6202          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6203          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6204          */
6205         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6206                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
6207                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6208                         ztest_dataset_close(t);
6209         }
6210
6211         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6212
6213         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6214         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6215         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
6216
6217         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
6218
6219         /* Kill the resume thread */
6220         ztest_exiting = B_TRUE;
6221         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
6222         ztest_resume(spa);
6223
6224         /*
6225          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6226          * spa_close() should wait for it to complete.
6227          */
6228         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++) {
6229                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6230                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6231         }
6232
6233         spa_close(spa, FTAG);
6234
6235         /*
6236          * Verify that we can loop over all pools.
6237          */
6238         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6239         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6240                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6241                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6242         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6243
6244         /*
6245          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6246          * different name.
6247          */
6248         if (ztest_random(2) == 0) {
6249                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6250                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6251                     ztest_opts.zo_pool);
6252                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6253                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6254         }
6255
6256         kernel_fini();
6257
6258         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6259
6260         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6261
6262         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6263         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6264         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6265 }
6266
6267 static void
6268 ztest_freeze(void)
6269 {
6270         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6271         spa_t *spa;
6272         int numloops = 0;
6273
6274         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6275                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6276
6277         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6278         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6279         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6280         ztest_spa = spa;
6281
6282         /*
6283          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6284          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6285          * the log chain won't be anchored.
6286          */
6287         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6288                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6289                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6290         }
6291
6292         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6293
6294         /*
6295          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6296          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6297          */
6298         spa_freeze(spa);
6299
6300         /*
6301          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6302          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6303          * capacity.
6304          */
6305         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6306
6307         /*
6308          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6309          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6310          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6311          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6312          * The ZIL should be OK with that.
6313          *
6314          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6315          * not run out of space on the pool.
6316          */
6317         while (ztest_random(10) != 0 &&
6318             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6319             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6320                 ztest_od_t od;
6321                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6322                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6323                 ztest_io(zd, od.od_object,
6324                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6325                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6326         }
6327
6328         /*
6329          * Commit all of the changes we just generated.
6330          */
6331         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6332         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6333
6334         /*
6335          * Close our dataset and close the pool.
6336          */
6337         ztest_dataset_close(0);
6338         spa_close(spa, FTAG);
6339         kernel_fini();
6340
6341         /*
6342          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6343          */
6344         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6345         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6346         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6347         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6348         ztest_dataset_close(0);
6349
6350         ztest_spa = spa;
6351         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6352         ztest_reguid(NULL, 0);
6353
6354         spa_close(spa, FTAG);
6355         kernel_fini();
6356 }
6357
6358 void
6359 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6360 {
6361         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6362         hrtime_t m = s / 60;
6363         hrtime_t h = m / 60;
6364         hrtime_t d = h / 24;
6365
6366         s -= m * 60;
6367         m -= h * 60;
6368         h -= d * 24;
6369
6370         timebuf[0] = '\0';
6371
6372         if (d)
6373                 (void) sprintf(timebuf,
6374                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6375         else if (h)
6376                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6377         else if (m)
6378                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6379         else
6380                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6381 }
6382
6383 static nvlist_t *
6384 make_random_props()
6385 {
6386         nvlist_t *props;
6387
6388         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6389         if (ztest_random(2) == 0)
6390                 return (props);
6391         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6392
6393         return (props);
6394 }
6395
6396 /*
6397  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6398  * Then test spa_freeze() functionality.
6399  */
6400 static void
6401 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6402 {
6403         spa_t *spa;
6404         nvlist_t *nvroot, *props;
6405
6406         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6407         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6408         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, USYNC_THREAD, NULL);
6409
6410         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6411
6412         /*
6413          * Create the storage pool.
6414          */
6415         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6416         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6417         zs->zs_splits = 0;
6418         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6419         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6420             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6421         props = make_random_props();
6422         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6423                 char buf[1024];
6424                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
6425                     spa_feature_table[i].fi_uname);
6426                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6427         }
6428         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6429         nvlist_free(nvroot);
6430         nvlist_free(props);
6431
6432         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6433         zs->zs_metaslab_sz =
6434             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6435
6436         spa_close(spa, FTAG);
6437
6438         kernel_fini();
6439
6440         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6441
6442         ztest_freeze();
6443
6444         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6445
6446         rw_destroy(&ztest_name_lock);
6447         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6448         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
6449 }
6450
6451 static void
6452 setup_data_fd(void)
6453 {
6454         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6455
6456         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6457         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6458         (void) unlink(ztest_name_data);
6459 }
6460
6461
6462 static int
6463 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6464 {
6465         int size;
6466
6467         size = hdr->zh_hdr_size;
6468         size += hdr->zh_opts_size;
6469         size += hdr->zh_size;
6470         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6471         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6472
6473         return (size);
6474 }
6475
6476 static void
6477 setup_hdr(void)
6478 {
6479         int size;
6480         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6481
6482         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6483             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6484         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6485
6486         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6487
6488         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6489         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6490         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6491         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6492         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6493         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6494         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6495
6496         size = shared_data_size(hdr);
6497         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6498
6499         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6500 }
6501
6502 static void
6503 setup_data(void)
6504 {
6505         int size, offset;
6506         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6507         uint8_t *buf;
6508
6509         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6510             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6511         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6512
6513         size = shared_data_size(hdr);
6514
6515         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6516         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6517             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6518         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6519         buf = (uint8_t *)hdr;
6520
6521         offset = hdr->zh_hdr_size;
6522         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6523         offset += hdr->zh_opts_size;
6524         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6525         offset += hdr->zh_size;
6526         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6527         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6528         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6529 }
6530
6531 static boolean_t
6532 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6533 {
6534         pid_t pid;
6535         int status;
6536         char *cmdbuf = NULL;
6537
6538         pid = fork();
6539
6540         if (cmd == NULL) {
6541                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6542                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6543                 cmd = cmdbuf;
6544         }
6545
6546         if (pid == -1)
6547                 fatal(1, "fork failed");
6548
6549         if (pid == 0) { /* child */
6550                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6551                 char fd_data_str[12];
6552
6553                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6554                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6555
6556                 (void) close(ztest_fd_rand);
6557                 VERIFY3U(11, >=,
6558                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6559                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6560
6561                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6562                 if (libpath != NULL)
6563                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6564 #ifdef illumos
6565                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6566 #else
6567                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6568 #endif
6569                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6570                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6571         }
6572
6573         if (cmdbuf != NULL) {
6574                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6575                 cmd = NULL;
6576         }
6577
6578         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6579                 continue;
6580         if (statusp != NULL)
6581                 *statusp = status;
6582
6583         if (WIFEXITED(status)) {
6584                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6585                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6586                             WEXITSTATUS(status));
6587                         exit(2);
6588                 }
6589                 return (B_FALSE);
6590         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6591                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6592                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6593                             WTERMSIG(status));
6594                         exit(3);
6595                 }
6596                 return (B_TRUE);
6597         } else {
6598                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6599                 exit(4);
6600                 /* NOTREACHED */
6601         }
6602 }
6603
6604 static void
6605 ztest_run_init(void)
6606 {
6607         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6608
6609         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6610
6611         /*
6612          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6613          */
6614         (void) remove(spa_config_path);
6615
6616         /*
6617          * Create and initialize our storage pool.
6618          */
6619         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6620                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6621                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6622                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6623                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6624                 }
6625                 ztest_init(zs);
6626         }
6627 }
6628
6629 int
6630 main(int argc, char **argv)
6631 {
6632         int kills = 0;
6633         int iters = 0;
6634         int older = 0;
6635         int newer = 0;
6636         ztest_shared_t *zs;
6637         ztest_info_t *zi;
6638         ztest_shared_callstate_t *zc;
6639         char timebuf[100];
6640         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
6641         char *cmd;
6642         boolean_t hasalt;
6643         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6644
6645         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6646
6647         dprintf_setup(&argc, argv);
6648         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6649         /*
6650          * As two-word space map entries may not come up often (especially
6651          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
6652          * of them so the feature get tested.
6653          */
6654         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
6655
6656         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6657         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6658
6659         if (!fd_data_str) {
6660                 process_options(argc, argv);
6661
6662                 setup_data_fd();
6663                 setup_hdr();
6664                 setup_data();
6665                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6666                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6667         } else {
6668                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6669                 setup_data();
6670                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6671         }
6672         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6673
6674         /* Override location of zpool.cache */
6675         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6676             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6677
6678         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6679             UMEM_NOFAIL);
6680         zs = ztest_shared;
6681
6682         if (fd_data_str) {
6683                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
6684                 metaslab_df_alloc_threshold =
6685                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6686
6687                 if (zs->zs_do_init)
6688                         ztest_run_init();
6689                 else
6690                         ztest_run(zs);
6691                 exit(0);
6692         }
6693
6694         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6695
6696         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6697                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6698                     " %llu seconds...\n",
6699                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6700                     ztest_opts.zo_datasets,
6701                     ztest_opts.zo_threads,
6702                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6703         }
6704
6705         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6706         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6707
6708         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6709         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6710                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6711                         (void) printf("Executing older ztest for "
6712                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6713                 }
6714                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6715                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6716         } else {
6717                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6718         }
6719         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6720
6721         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6722         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6723
6724         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6725                 zi = &ztest_info[f];
6726                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6727                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6728                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6729                 else
6730                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6731                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6732         }
6733
6734         /*
6735          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6736          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6737          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6738          */
6739         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6740                 int status;
6741                 boolean_t killed;
6742
6743                 /*
6744                  * Initialize the workload counters for each function.
6745                  */
6746                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6747                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6748                         zc->zc_count = 0;
6749                         zc->zc_time = 0;
6750                 }
6751
6752                 /* Set the allocation switch size */
6753                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6754                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6755
6756                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6757                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6758                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6759                                     cmd);
6760                         }
6761                         newer++;
6762                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6763                 } else {
6764                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6765                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6766                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6767                         }
6768                         older++;
6769                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6770                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6771                 }
6772
6773                 if (killed)
6774                         kills++;
6775                 iters++;
6776
6777                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6778                         hrtime_t now = gethrtime();
6779
6780                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6781                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6782                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
6783
6784                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6785                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6786                             iters,
6787                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6788                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6789                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6790                             numbuf,
6791                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6792                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6793                 }
6794
6795                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6796                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6797                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6798                             "Calls", "Time", "Function");
6799                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6800                             "-----", "----", "--------");
6801                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6802                                 Dl_info dli;
6803
6804                                 zi = &ztest_info[f];
6805                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6806                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6807                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6808                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6809                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6810                                     dli.dli_sname);
6811                         }
6812                         (void) printf("\n");
6813                 }
6814
6815                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6816         }
6817
6818         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6819                 if (hasalt) {
6820                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6821                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6822                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6823                             cmd);
6824                 }
6825                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6826                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6827         }
6828
6829         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6830
6831         return (0);
6832 }