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, 2016 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  26  */
  27
  28 /*
  29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  31  *
  32  * The overall design of the ztest program is as follows:
  33  *
  34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  38  *
  39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  42  *
  43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  44  *     verify that self-healing data really works.
  45  *
  46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  49  *
  50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  51  *     we run the entire test in a child of the main process.
  52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  54  *     The parent then runs the test again, using the existing
  55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  57  *     of ztest after a SIGKILL.
  58  *
  59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  60  *     many of the functional tests record the transaction group number
  61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  64  *
  65  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
  66  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
  67  *
  68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  71  *
  72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  73  *
  74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  76  *
  77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  78  *
  79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  86  */
  87
  88 #include <sys/zfs_context.h>
  89 #include <sys/spa.h>
  90 #include <sys/dmu.h>
  91 #include <sys/txg.h>
  92 #include <sys/dbuf.h>
  93 #include <sys/zap.h>
  94 #include <sys/dmu_objset.h>
  95 #include <sys/poll.h>
  96 #include <sys/stat.h>
  97 #include <sys/time.h>
  98 #include <sys/wait.h>
  99 #include <sys/mman.h>
 100 #include <sys/resource.h>
 101 #include <sys/zio.h>
 102 #include <sys/zil.h>
 103 #include <sys/zil_impl.h>
 104 #include <sys/zfs_rlock.h>
 105 #include <sys/vdev_impl.h>
 106 #include <sys/vdev_file.h>
 107 #include <sys/spa_impl.h>
 108 #include <sys/metaslab_impl.h>
 109 #include <sys/dsl_prop.h>
 110 #include <sys/dsl_dataset.h>
 111 #include <sys/dsl_destroy.h>
 112 #include <sys/dsl_scan.h>
 113 #include <sys/zio_checksum.h>
 114 #include <sys/refcount.h>
 115 #include <sys/zfeature.h>
 116 #include <sys/dsl_userhold.h>
 117 #include <sys/abd.h>
 118 #include <stdio.h>
 119 #include <stdio_ext.h>
 120 #include <stdlib.h>
 121 #include <unistd.h>
 122 #include <signal.h>
 123 #include <umem.h>
 124 #include <ctype.h>
 125 #include <math.h>
 126 #include <sys/fs/zfs.h>
 127 #include <zfs_fletcher.h>
 128 #include <libnvpair.h>
 129 #include <libzfs.h>
 130 #ifdef __GLIBC__
 131 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
 132 #endif
 133
 134 static int ztest_fd_data = -1;
 135 static int ztest_fd_rand = -1;
 136
 137 typedef struct ztest_shared_hdr {
 138         uint64_t        zh_hdr_size;
 139         uint64_t        zh_opts_size;
 140         uint64_t        zh_size;
 141         uint64_t        zh_stats_size;
 142         uint64_t        zh_stats_count;
 143         uint64_t        zh_ds_size;
 144         uint64_t        zh_ds_count;
 145 } ztest_shared_hdr_t;
 146
 147 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 148
 149 typedef struct ztest_shared_opts {
 150         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 151         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 152         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 153         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 154         uint64_t zo_vdevs;
 155         uint64_t zo_vdevtime;
 156         size_t zo_vdev_size;
 157         int zo_ashift;
 158         int zo_mirrors;
 159         int zo_raidz;
 160         int zo_raidz_parity;
 161         int zo_datasets;
 162         int zo_threads;
 163         uint64_t zo_passtime;
 164         uint64_t zo_killrate;
 165         int zo_verbose;
 166         int zo_init;
 167         uint64_t zo_time;
 168         uint64_t zo_maxloops;
 169         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 170         int zo_mmp_test;
 171 } ztest_shared_opts_t;
 172
 173 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 174         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 175         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 176         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 177         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 178         .zo_vdevs = 5,
 179         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 180         .zo_mirrors = 2,
 181         .zo_raidz = 4,
 182         .zo_raidz_parity = 1,
 183         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
 184         .zo_datasets = 7,
 185         .zo_threads = 23,
 186         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 187         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 188         .zo_verbose = 0,
 189         .zo_mmp_test = 0,
 190         .zo_init = 1,
 191         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 192         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 193         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 194 };
 195
 196 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 197 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 198 extern int metaslab_preload_limit;
 199 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 200 extern int  zfs_abd_scatter_enabled;
 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 typedef struct rll {
 244         void            *rll_writer;
 245         int             rll_readers;
 246         kmutex_t        rll_lock;
 247         kcondvar_t      rll_cv;
 248 } rll_t;
 249
 250 typedef struct zll {
 251         list_t z_list;
 252         kmutex_t z_lock;
 253 } zll_t;
 254
 255 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 256 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 257
 258 /*
 259  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 260  */
 261 typedef struct ztest_od {
 262         uint64_t        od_dir;
 263         uint64_t        od_object;
 264         dmu_object_type_t od_type;
 265         dmu_object_type_t od_crtype;
 266         uint64_t        od_blocksize;
 267         uint64_t        od_crblocksize;
 268         uint64_t        od_crdnodesize;
 269         uint64_t        od_gen;
 270         uint64_t        od_crgen;
 271         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 272 } ztest_od_t;
 273
 274 /*
 275  * Per-dataset state.
 276  */
 277 typedef struct ztest_ds {
 278         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 279         objset_t        *zd_os;
 280         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 281         zilog_t         *zd_zilog;
 282         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 283         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 284         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 285         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 286         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 287 } ztest_ds_t;
 288
 289 /*
 290  * Per-iteration state.
 291  */
 292 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 293
 294 typedef struct ztest_info {
 295         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 296         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 297         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 298         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
 299 } ztest_info_t;
 300
 301 typedef struct ztest_shared_callstate {
 302         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 303         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 304         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 305 } ztest_shared_callstate_t;
 306
 307 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 308 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 309
 310 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 311 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 312 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 313 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 314 ztest_func_t ztest_zap;
 315 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 316 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 317 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 318 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 319 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 320 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 321 ztest_func_t ztest_fzap;
 322 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 323 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 324 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 325 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 326 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 327 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 328 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 329 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
 330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 331 ztest_func_t ztest_scrub;
 332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 337 ztest_func_t ztest_split_pool;
 338 ztest_func_t ztest_reguid;
 339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 340 ztest_func_t ztest_fletcher;
 341 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
 342 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
 343
 344 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 345 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 346 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 347 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 348 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 349
 350 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
 351         {   .zi_func = (func), \
 352             .zi_iters = (iters), \
 353             .zi_interval = (interval), \
 354             .zi_funcname = # func }
 355
 356 ztest_info_t ztest_info[] = {
 357         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
 358         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
 359         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
 360         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
 361         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
 362         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
 363         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
 364         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
 365         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
 366         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
 367         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
 368         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
 369         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
 370 #if 0
 371         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
 372 #endif
 373         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
 374         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 375         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 376         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
 377         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
 378         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
 379         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
 380         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
 381         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
 382         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
 383         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
 384         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
 385         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
 386         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
 387         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 388         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 389         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
 390         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
 391         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
 392 };
 393
 394 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 395
 396 /*
 397  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 398  * The callbacks are ordered by txg number.
 399  */
 400 typedef struct ztest_cb_list {
 401         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
 402         list_t          zcl_callbacks;
 403 } ztest_cb_list_t;
 404
 405 /*
 406  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 407  */
 408 typedef struct ztest_shared {
 409         boolean_t       zs_do_init;
 410         hrtime_t        zs_proc_start;
 411         hrtime_t        zs_proc_stop;
 412         hrtime_t        zs_thread_start;
 413         hrtime_t        zs_thread_stop;
 414         hrtime_t        zs_thread_kill;
 415         uint64_t        zs_enospc_count;
 416         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 417         uint64_t        zs_vdev_aux;
 418         uint64_t        zs_alloc;
 419         uint64_t        zs_space;
 420         uint64_t        zs_splits;
 421         uint64_t        zs_mirrors;
 422         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 423         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 424         uint64_t        zs_guid;
 425 } ztest_shared_t;
 426
 427 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 428
 429 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 430 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 431 ztest_shared_t *ztest_shared;
 432
 433 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 434 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 435
 436 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 437
 438 /*
 439  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 440  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 441  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 442  * namespace does not change while the lock is held.
 443  */
 444 static rwlock_t ztest_name_lock;
 445
 446 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 447 static boolean_t ztest_exiting;
 448
 449 /* Global commit callback list */
 450 static ztest_cb_list_t zcl;
 451 /* Commit cb delay */
 452 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
 453 static int zc_cb_counter = 0;
 454
 455 /*
 456  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
 457  * whether the minimum txg delay is acceptable.
 458  */
 459 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
 460
 461 /*
 462  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
 463  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
 464  * implementation bug.
 465  */
 466 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
 467
 468 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 469 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 470
 471 enum ztest_object {
 472         ZTEST_META_DNODE = 0,
 473         ZTEST_DIROBJ,
 474         ZTEST_OBJECTS
 475 };
 476
 477 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 478
 479 /*
 480  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 481  * debugging facilities.
 482  */
 483 const char *
 484 _umem_debug_init(void)
 485 {
 486         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 487 }
 488
 489 const char *
 490 _umem_logging_init(void)
 491 {
 492         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 493 }
 494
 495 #define BACKTRACE_SZ    100
 496
 497 static void sig_handler(int signo)
 498 {
 499         struct sigaction action;
 500 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
 501         int nptrs;
 502         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
 503
 504         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
 505         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
 506 #endif
 507
 508         /*
 509          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
 510          * SIGABRT can trigger a core dump.
 511          */
 512         action.sa_handler = SIG_DFL;
 513         sigemptyset(&action.sa_mask);
 514         action.sa_flags = 0;
 515         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
 516         raise(signo);
 517 }
 518
 519 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 520
 521 char *fatal_msg;
 522
 523 static void
 524 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 525 {
 526         va_list args;
 527         int save_errno = errno;
 528         char *buf;
 529
 530         (void) fflush(stdout);
 531         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
 532
 533         va_start(args, message);
 534         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 535         /* LINTED */
 536         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 537         va_end(args);
 538         if (do_perror) {
 539                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 540                     ": %s", strerror(save_errno));
 541         }
 542         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 543         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 544         if (ztest_dump_core)
 545                 abort();
 546         exit(3);
 547 }
 548
 549 static int
 550 str2shift(const char *buf)
 551 {
 552         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 553         int i;
 554
 555         if (buf[0] == '\0')
 556                 return (0);
 557         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 558                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 559                         break;
 560         }
 561         if (i == strlen(ends)) {
 562                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 563                     buf);
 564                 usage(B_FALSE);
 565         }
 566         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 567                 return (10*i);
 568         }
 569         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 570         usage(B_FALSE);
 571         /* NOTREACHED */
 572 }
 573
 574 static uint64_t
 575 nicenumtoull(const char *buf)
 576 {
 577         char *end;
 578         uint64_t val;
 579
 580         val = strtoull(buf, &end, 0);
 581         if (end == buf) {
 582                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 583                 usage(B_FALSE);
 584         } else if (end[0] == '.') {
 585                 double fval = strtod(buf, &end);
 586                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 587                 if (fval > UINT64_MAX) {
 588                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 589                             buf);
 590                         usage(B_FALSE);
 591                 }
 592                 val = (uint64_t)fval;
 593         } else {
 594                 int shift = str2shift(end);
 595                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 596                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 597                             buf);
 598                         usage(B_FALSE);
 599                 }
 600                 val <<= shift;
 601         }
 602         return (val);
 603 }
 604
 605 static void
 606 usage(boolean_t requested)
 607 {
 608         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 609
 610         char nice_vdev_size[10];
 611         char nice_gang_bang[10];
 612         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 613
 614         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 615         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 616
 617         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 618             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 619             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 620             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 621             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 622             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 623             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 624             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 625             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 626             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 627             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 628             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 629             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 630             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 631             "\t[-M] Multi-host simulate pool imported on remote host\n"
 632             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 633             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 634             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 635             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 636             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 637             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 638             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
 639             "\t    32-bit integer value\n"
 640             "\t[-h] (print help)\n"
 641             "",
 642             zo->zo_pool,
 643             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 644             nice_vdev_size,                             /* -s */
 645             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 646             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 647             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 648             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 649             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 650             zo->zo_threads,                             /* -t */
 651             nice_gang_bang,                             /* -g */
 652             zo->zo_init,                                /* -i */
 653             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 654             zo->zo_pool,                                /* -p */
 655             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 656             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 657             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 658             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 659         exit(requested ? 0 : 1);
 660 }
 661
 662 static void
 663 process_options(int argc, char **argv)
 664 {
 665         char *path;
 666         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 667
 668         int opt;
 669         uint64_t value;
 670         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 671
 672         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 673
 674         while ((opt = getopt(argc, argv,
 675             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:MVET:P:hF:B:o:")) != EOF) {
 676                 value = 0;
 677                 switch (opt) {
 678                 case 'v':
 679                 case 's':
 680                 case 'a':
 681                 case 'm':
 682                 case 'r':
 683                 case 'R':
 684                 case 'd':
 685                 case 't':
 686                 case 'g':
 687                 case 'i':
 688                 case 'k':
 689                 case 'T':
 690                 case 'P':
 691                 case 'F':
 692                         value = nicenumtoull(optarg);
 693                 }
 694                 switch (opt) {
 695                 case 'v':
 696                         zo->zo_vdevs = value;
 697                         break;
 698                 case 's':
 699                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 700                         break;
 701                 case 'a':
 702                         zo->zo_ashift = value;
 703                         break;
 704                 case 'm':
 705                         zo->zo_mirrors = value;
 706                         break;
 707                 case 'r':
 708                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 709                         break;
 710                 case 'R':
 711                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 712                         break;
 713                 case 'd':
 714                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 715                         break;
 716                 case 't':
 717                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 718                         break;
 719                 case 'g':
 720                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 721                             value);
 722                         break;
 723                 case 'i':
 724                         zo->zo_init = value;
 725                         break;
 726                 case 'k':
 727                         zo->zo_killrate = value;
 728                         break;
 729                 case 'p':
 730                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 731                             sizeof (zo->zo_pool));
 732                         break;
 733                 case 'f':
 734                         path = realpath(optarg, NULL);
 735                         if (path == NULL) {
 736                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 737                                     optarg, strerror(errno));
 738                                 usage(B_FALSE);
 739                         } else {
 740                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 741                                     sizeof (zo->zo_dir));
 742                                 free(path);
 743                         }
 744                         break;
 745                 case 'M':
 746                         zo->zo_mmp_test = 1;
 747                         break;
 748                 case 'V':
 749                         zo->zo_verbose++;
 750                         break;
 751                 case 'E':
 752                         zo->zo_init = 0;
 753                         break;
 754                 case 'T':
 755                         zo->zo_time = value;
 756                         break;
 757                 case 'P':
 758                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 759                         break;
 760                 case 'F':
 761                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 762                         break;
 763                 case 'B':
 764                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 765                         break;
 766                 case 'o':
 767                         if (set_global_var(optarg) != 0)
 768                                 usage(B_FALSE);
 769                         break;
 770                 case 'h':
 771                         usage(B_TRUE);
 772                         break;
 773                 case '?':
 774                 default:
 775                         usage(B_FALSE);
 776                         break;
 777                 }
 778         }
 779
 780         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 781
 782         zo->zo_vdevtime =
 783             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 784             UINT64_MAX >> 2);
 785
 786         if (strlen(altdir) > 0) {
 787                 char *cmd;
 788                 char *realaltdir;
 789                 char *bin;
 790                 char *ztest;
 791                 char *isa;
 792                 int isalen;
 793
 794                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 795                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 796
 797                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 798                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 799                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 800                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 801                             altdir);
 802                 }
 803                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 804
 805                 /*
 806                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 807                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 808                  * 32 or 64 bit binaries.
 809                  */
 810                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 811                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 812                 isa = bin + 9;
 813                 isalen = ztest - isa;
 814                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 815                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 816                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 817                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 818
 819                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 820                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 821                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 822                             zo->zo_alt_ztest);
 823                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 824                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 825                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 826                             zo->zo_alt_libpath);
 827                 }
 828
 829                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 830                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 831         }
 832 }
 833
 834 static void
 835 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 836 {
 837         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 838         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 839
 840         /*
 841          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 842          * See comment above spa_config_sync().
 843          */
 844         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 845         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 846         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 847
 848         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 849 }
 850
 851 static uint64_t
 852 ztest_random(uint64_t range)
 853 {
 854         uint64_t r;
 855
 856         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 857
 858         if (range == 0)
 859                 return (0);
 860
 861         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 862                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 863
 864         return (r % range);
 865 }
 866
 867 /* ARGSUSED */
 868 static void
 869 ztest_record_enospc(const char *s)
 870 {
 871         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 872 }
 873
 874 static uint64_t
 875 ztest_get_ashift(void)
 876 {
 877         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 878                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 879         return (ztest_opts.zo_ashift);
 880 }
 881
 882 static nvlist_t *
 883 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 884 {
 885         char *pathbuf;
 886         uint64_t vdev;
 887         nvlist_t *file;
 888
 889         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 890
 891         if (ashift == 0)
 892                 ashift = ztest_get_ashift();
 893
 894         if (path == NULL) {
 895                 path = pathbuf;
 896
 897                 if (aux != NULL) {
 898                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 899                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
 900                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 901                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 902                             aux, vdev);
 903                 } else {
 904                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 905                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
 906                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 907                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 908                 }
 909         }
 910
 911         if (size != 0) {
 912                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 913                 if (fd == -1)
 914                         fatal(1, "can't open %s", path);
 915                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 916                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 917                 (void) close(fd);
 918         }
 919
 920         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 921         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 922         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 923         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 924         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
 925
 926         return (file);
 927 }
 928
 929 static nvlist_t *
 930 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 931     uint64_t ashift, int r)
 932 {
 933         nvlist_t *raidz, **child;
 934         int c;
 935
 936         if (r < 2)
 937                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 938         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 939
 940         for (c = 0; c < r; c++)
 941                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 942
 943         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 944         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 945             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 946         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 947             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 948         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 949             child, r) == 0);
 950
 951         for (c = 0; c < r; c++)
 952                 nvlist_free(child[c]);
 953
 954         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 955
 956         return (raidz);
 957 }
 958
 959 static nvlist_t *
 960 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 961     uint64_t ashift, int r, int m)
 962 {
 963         nvlist_t *mirror, **child;
 964         int c;
 965
 966         if (m < 1)
 967                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 968
 969         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 970
 971         for (c = 0; c < m; c++)
 972                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 973
 974         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 975         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 976             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 977         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 978             child, m) == 0);
 979
 980         for (c = 0; c < m; c++)
 981                 nvlist_free(child[c]);
 982
 983         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 984
 985         return (mirror);
 986 }
 987
 988 static nvlist_t *
 989 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 990     int log, int r, int m, int t)
 991 {
 992         nvlist_t *root, **child;
 993         int c;
 994
 995         ASSERT(t > 0);
 996
 997         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 998
 999         for (c = 0; c < t; c++) {
1000                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1001                     r, m);
1002                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
1003                     log) == 0);
1004         }
1005
1006         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1007         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1008         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1009             child, t) == 0);
1010
1011         for (c = 0; c < t; c++)
1012                 nvlist_free(child[c]);
1013
1014         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1015
1016         return (root);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1021  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1022  */
1023 static uint64_t
1024 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1025 {
1026         uint64_t version = initial_version;
1027
1028         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1029                 version = version +
1030                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1031         }
1032
1033         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1034                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1035
1036         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1037         return (version);
1038 }
1039
1040 static int
1041 ztest_random_blocksize(void)
1042 {
1043         /*
1044          * Choose a block size >= the ashift.
1045          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1046          */
1047         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1048         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1049                 maxbs = 20;
1050         uint64_t block_shift =
1051             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1052         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1053 }
1054
1055 static int
1056 ztest_random_dnodesize(void)
1057 {
1058         int slots;
1059         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1060
1061         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1062                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1063
1064         /*
1065          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1066          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1067          * usage.
1068          */
1069         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1070         switch (ztest_random(10)) {
1071         case 0:
1072                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1073                 break;
1074         case 1 ... 4:
1075                 slots = 2 + ztest_random(3);
1076                 break;
1077         default:
1078                 slots = 1;
1079                 break;
1080         }
1081
1082         return (slots << DNODE_SHIFT);
1083 }
1084
1085 static int
1086 ztest_random_ibshift(void)
1087 {
1088         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1089             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1090 }
1091
1092 static uint64_t
1093 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1094 {
1095         uint64_t top;
1096         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1097         vdev_t *tvd;
1098
1099         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1100
1101         do {
1102                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1103                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1104         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1105             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1106
1107         return (top);
1108 }
1109
1110 static uint64_t
1111 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1112 {
1113         uint64_t value;
1114
1115         do {
1116                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1117         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1118
1119         return (value);
1120 }
1121
1122 static int
1123 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1124     boolean_t inherit)
1125 {
1126         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1127         const char *valname;
1128         char *setpoint;
1129         uint64_t curval;
1130         int error;
1131
1132         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1133             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1134
1135         if (error == ENOSPC) {
1136                 ztest_record_enospc(FTAG);
1137                 return (error);
1138         }
1139         ASSERT0(error);
1140
1141         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1142         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1143
1144         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1145                 int err;
1146
1147                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1148                 if (err)
1149                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1150                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1151                 else
1152                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1153                             osname, propname, valname, setpoint);
1154         }
1155         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1156
1157         return (error);
1158 }
1159
1160 static int
1161 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1162 {
1163         spa_t *spa = ztest_spa;
1164         nvlist_t *props = NULL;
1165         int error;
1166
1167         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1168         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1169
1170         error = spa_prop_set(spa, props);
1171
1172         nvlist_free(props);
1173
1174         if (error == ENOSPC) {
1175                 ztest_record_enospc(FTAG);
1176                 return (error);
1177         }
1178         ASSERT0(error);
1179
1180         return (error);
1181 }
1182
1183
1184 /*
1185  * Object and range lock mechanics
1186  */
1187 typedef struct {
1188         list_node_t z_lnode;
1189         refcount_t z_refcnt;
1190         uint64_t z_object;
1191         zfs_rlock_t z_range_lock;
1192 } ztest_znode_t;
1193
1194 typedef struct {
1195         rl_t *z_rl;
1196         ztest_znode_t *z_ztznode;
1197 } ztest_zrl_t;
1198
1199 static ztest_znode_t *
1200 ztest_znode_init(uint64_t object)
1201 {
1202         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1203
1204         list_link_init(&zp->z_lnode);
1205         refcount_create(&zp->z_refcnt);
1206         zp->z_object = object;
1207         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1208
1209         return (zp);
1210 }
1211
1212 static void
1213 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1214 {
1215         ASSERT(refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1216         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1217         zp->z_object = 0;
1218         refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1219         list_link_init(&zp->z_lnode);
1220         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1221 }
1222
1223 static void
1224 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1225 {
1226         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1227         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1228             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1229 }
1230
1231 static void
1232 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1233 {
1234         list_destroy(&zll->z_list);
1235         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1236 }
1237
1238 #define RL_TAG "range_lock"
1239 static ztest_znode_t *
1240 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1241 {
1242         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1243         ztest_znode_t *zp = NULL;
1244         mutex_enter(&zll->z_lock);
1245         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1246             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1247                 if (zp->z_object == object) {
1248                         refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1249                         break;
1250                 }
1251         }
1252         if (zp == NULL) {
1253                 zp = ztest_znode_init(object);
1254                 refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1255                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1256         }
1257         mutex_exit(&zll->z_lock);
1258         return (zp);
1259 }
1260
1261 static void
1262 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1263 {
1264         zll_t *zll = NULL;
1265         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1266         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1267         mutex_enter(&zll->z_lock);
1268         refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1269         if (refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1270                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1271                 ztest_znode_fini(zp);
1272         }
1273         mutex_exit(&zll->z_lock);
1274 }
1275
1276
1277 static void
1278 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1279 {
1280         rll->rll_writer = NULL;
1281         rll->rll_readers = 0;
1282         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1283         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1284 }
1285
1286 static void
1287 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1288 {
1289         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1290         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1291         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1292         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1293 }
1294
1295 static void
1296 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1297 {
1298         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1299
1300         if (type == RL_READER) {
1301                 while (rll->rll_writer != NULL)
1302                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1303                 rll->rll_readers++;
1304         } else {
1305                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1306                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1307                 rll->rll_writer = curthread;
1308         }
1309
1310         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1311 }
1312
1313 static void
1314 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1315 {
1316         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1317
1318         if (rll->rll_writer) {
1319                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1320                 rll->rll_writer = NULL;
1321         } else {
1322                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1323                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1324                 rll->rll_readers--;
1325         }
1326
1327         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1328                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1329
1330         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1331 }
1332
1333 static void
1334 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1335 {
1336         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1337
1338         ztest_rll_lock(rll, type);
1339 }
1340
1341 static void
1342 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1343 {
1344         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1345
1346         ztest_rll_unlock(rll);
1347 }
1348
1349 static ztest_zrl_t *
1350 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1351 {
1352         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1353         zrl->z_rl = rl;
1354         zrl->z_ztznode = zp;
1355         return (zrl);
1356 }
1357
1358 static void
1359 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1360 {
1361         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1362 }
1363
1364 static ztest_zrl_t *
1365 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1366     uint64_t size, rl_type_t type)
1367 {
1368         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1369         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1370             size, type);
1371         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1372 }
1373
1374 static void
1375 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1376 {
1377         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1378         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1379         ztest_zrl_fini(zrl);
1380 }
1381
1382 static void
1383 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1384 {
1385         zd->zd_os = os;
1386         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1387         zd->zd_shared = szd;
1388         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1389         int l;
1390
1391         if (zd->zd_shared != NULL)
1392                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1393
1394         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1395         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1396
1397         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1398                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1399
1400         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1401                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1402 }
1403
1404 static void
1405 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1406 {
1407         int l;
1408
1409         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1410         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1411
1412         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1413                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1414
1415         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1416                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1417 }
1418
1419 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1420
1421 static uint64_t
1422 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1423 {
1424         uint64_t txg;
1425         int error;
1426
1427         /*
1428          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1429          */
1430         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1431         if (error) {
1432                 if (error == ERESTART) {
1433                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1434                         dmu_tx_wait(tx);
1435                 } else {
1436                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1437                         ztest_record_enospc(tag);
1438                 }
1439                 dmu_tx_abort(tx);
1440                 return (0);
1441         }
1442         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1443         ASSERT(txg != 0);
1444         return (txg);
1445 }
1446
1447 static void
1448 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1449 {
1450         uint64_t *ip = buf;
1451         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1452
1453         while (ip < ip_end)
1454                 *ip++ = value;
1455 }
1456
1457 #ifndef NDEBUG
1458 static boolean_t
1459 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1460 {
1461         uint64_t *ip = buf;
1462         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1463         uint64_t diff = 0;
1464
1465         while (ip < ip_end)
1466                 diff |= (value - *ip++);
1467
1468         return (diff == 0);
1469 }
1470 #endif
1471
1472 static void
1473 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1474     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1475     uint64_t crtxg)
1476 {
1477         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1478         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1479         bt->bt_object = object;
1480         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1481         bt->bt_offset = offset;
1482         bt->bt_gen = gen;
1483         bt->bt_txg = txg;
1484         bt->bt_crtxg = crtxg;
1485 }
1486
1487 static void
1488 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1489     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1490     uint64_t crtxg)
1491 {
1492         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1493         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1494         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1495         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1496         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1497         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1498         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1499         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1500 }
1501
1502 static ztest_block_tag_t *
1503 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1504 {
1505         dmu_object_info_t doi;
1506         ztest_block_tag_t *bt;
1507
1508         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1509         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1510         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1511         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1512
1513         return (bt);
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1518  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1519  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1520  */
1521 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1522         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1523
1524 /*
1525  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1526  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1527  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1528  * interior regions of large dnodes.
1529  */
1530 void
1531 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1532     objset_t *os, uint64_t gen)
1533 {
1534         uint64_t *bonusp;
1535
1536         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1537
1538         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1539                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1540                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1541                 *bonusp = token;
1542         }
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1547  * expected tokens.
1548  */
1549 void
1550 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1551     objset_t *os, uint64_t gen)
1552 {
1553         uint64_t *bonusp;
1554
1555         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1556                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1557                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1558                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1559         }
1560 }
1561
1562 /*
1563  * ZIL logging ops
1564  */
1565
1566 #define lrz_type        lr_mode
1567 #define lrz_blocksize   lr_uid
1568 #define lrz_ibshift     lr_gid
1569 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1570 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1571
1572 static void
1573 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1574 {
1575         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1576         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1577         itx_t *itx;
1578
1579         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1580                 return;
1581
1582         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1583         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1584             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1585
1586         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1587 }
1588
1589 static void
1590 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1591 {
1592         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1593         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1594         itx_t *itx;
1595
1596         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1597                 return;
1598
1599         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1600         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1601             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1602
1603         itx->itx_oid = object;
1604         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1605 }
1606
1607 static void
1608 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1609 {
1610         itx_t *itx;
1611         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1612
1613         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1614                 return;
1615
1616         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1617                 write_state = WR_INDIRECT;
1618
1619         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1620             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1621
1622         if (write_state == WR_COPIED &&
1623             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1624             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1625                 zil_itx_destroy(itx);
1626                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1627                 write_state = WR_NEED_COPY;
1628         }
1629         itx->itx_private = zd;
1630         itx->itx_wr_state = write_state;
1631         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1632
1633         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1634             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1635
1636         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1637 }
1638
1639 static void
1640 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1641 {
1642         itx_t *itx;
1643
1644         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1645                 return;
1646
1647         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1648         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1649             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1650
1651         itx->itx_sync = B_FALSE;
1652         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1653 }
1654
1655 static void
1656 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1657 {
1658         itx_t *itx;
1659
1660         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1661                 return;
1662
1663         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1664         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1665             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1666
1667         itx->itx_sync = B_FALSE;
1668         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * ZIL replay ops
1673  */
1674 static int
1675 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1676 {
1677         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1678         objset_t *os = zd->zd_os;
1679         ztest_block_tag_t *bbt;
1680         dmu_buf_t *db;
1681         dmu_tx_t *tx;
1682         uint64_t txg;
1683         int error = 0;
1684         int bonuslen;
1685
1686         if (byteswap)
1687                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1688
1689         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1690         ASSERT(name[0] != '\0');
1691
1692         tx = dmu_tx_create(os);
1693
1694         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1695
1696         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1697                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1698         } else {
1699                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1700         }
1701
1702         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1703         if (txg == 0)
1704                 return (ENOSPC);
1705
1706         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1707         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1708
1709         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1710                 if (lr->lr_foid == 0) {
1711                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1712                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1713                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1714                 } else {
1715                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1716                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1717                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1718                 }
1719         } else {
1720                 if (lr->lr_foid == 0) {
1721                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1722                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1723                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1724                 } else {
1725                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1726                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1727                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1728                 }
1729         }
1730
1731         if (error) {
1732                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1733                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1734                 dmu_tx_commit(tx);
1735                 return (error);
1736         }
1737
1738         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1739
1740         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1741                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1742                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1743
1744         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1745         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1746         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1747         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1748             lr->lr_gen, txg, txg);
1749         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1750         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1751
1752         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1753             &lr->lr_foid, tx));
1754
1755         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1756
1757         dmu_tx_commit(tx);
1758
1759         return (0);
1760 }
1761
1762 static int
1763 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1764 {
1765         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1766         objset_t *os = zd->zd_os;
1767         dmu_object_info_t doi;
1768         dmu_tx_t *tx;
1769         uint64_t object, txg;
1770
1771         if (byteswap)
1772                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1773
1774         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1775         ASSERT(name[0] != '\0');
1776
1777         VERIFY3U(0, ==,
1778             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1779         ASSERT(object != 0);
1780
1781         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1782
1783         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1784
1785         tx = dmu_tx_create(os);
1786
1787         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1788         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1789
1790         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1791         if (txg == 0) {
1792                 ztest_object_unlock(zd, object);
1793                 return (ENOSPC);
1794         }
1795
1796         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1797                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1798         } else {
1799                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1800         }
1801
1802         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1803
1804         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1805
1806         dmu_tx_commit(tx);
1807
1808         ztest_object_unlock(zd, object);
1809
1810         return (0);
1811 }
1812
1813 static int
1814 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1815 {
1816         objset_t *os = zd->zd_os;
1817         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1818         uint64_t offset, length;
1819         ztest_block_tag_t *bt = data;
1820         ztest_block_tag_t *bbt;
1821         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1822         dmu_object_info_t doi;
1823         dmu_tx_t *tx;
1824         dmu_buf_t *db;
1825         arc_buf_t *abuf = NULL;
1826         ztest_zrl_t *rl;
1827
1828         if (byteswap)
1829                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1830
1831         offset = lr->lr_offset;
1832         length = lr->lr_length;
1833
1834         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1835         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1836                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1837                 if (length < blocksize) {
1838                         offset -= offset % blocksize;
1839                         length = blocksize;
1840                 }
1841         }
1842
1843         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1844                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1845
1846         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1847                 bt = NULL;
1848
1849         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1850         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1851
1852         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1853
1854         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1855
1856         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1857         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1858         gen = bbt->bt_gen;
1859         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1860         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1861
1862         tx = dmu_tx_create(os);
1863
1864         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1865
1866         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1867             P2PHASE(offset, length) == 0)
1868                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1869
1870         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1871         if (txg == 0) {
1872                 if (abuf != NULL)
1873                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1874                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1875                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1876                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1877                 return (ENOSPC);
1878         }
1879
1880         if (bt != NULL) {
1881                 /*
1882                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1883                  * but not always, because we also want to verify correct
1884                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1885                  */
1886                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1887                 if (ztest_random(4) != 0) {
1888                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1889                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1890                         ztest_block_tag_t rbt;
1891
1892                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1893                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1894                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1895                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1896                                     offset, gen, txg, crtxg);
1897                         }
1898                 }
1899
1900                 /*
1901                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1902                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1903                  * open-context data, which may be different than the data
1904                  * as it was when the write was generated.
1905                  */
1906                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1907                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1908                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1909                             bt->bt_crtxg);
1910                 }
1911
1912                 /*
1913                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1914                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1915                  */
1916                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1917                     crtxg);
1918         }
1919
1920         if (abuf == NULL) {
1921                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1922         } else {
1923                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1924                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1925         }
1926
1927         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1928
1929         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1930
1931         dmu_tx_commit(tx);
1932
1933         ztest_range_unlock(zd, rl);
1934         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1935
1936         return (0);
1937 }
1938
1939 static int
1940 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1941 {
1942         objset_t *os = zd->zd_os;
1943         dmu_tx_t *tx;
1944         uint64_t txg;
1945         ztest_zrl_t *rl;
1946
1947         if (byteswap)
1948                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1949
1950         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1951         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1952             RL_WRITER);
1953
1954         tx = dmu_tx_create(os);
1955
1956         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1957
1958         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1959         if (txg == 0) {
1960                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1961                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1962                 return (ENOSPC);
1963         }
1964
1965         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1966             lr->lr_length, tx) == 0);
1967
1968         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1969
1970         dmu_tx_commit(tx);
1971
1972         ztest_range_unlock(zd, rl);
1973         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1974
1975         return (0);
1976 }
1977
1978 static int
1979 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1980 {
1981         objset_t *os = zd->zd_os;
1982         dmu_tx_t *tx;
1983         dmu_buf_t *db;
1984         ztest_block_tag_t *bbt;
1985         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
1986
1987         if (byteswap)
1988                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1989
1990         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1991
1992         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1993
1994         tx = dmu_tx_create(os);
1995         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1996
1997         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1998         if (txg == 0) {
1999                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2000                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2001                 return (ENOSPC);
2002         }
2003
2004         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2005         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2006         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2007         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2008         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2009
2010         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2011                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
2012                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
2013                 ASSERT(lrtxg != 0);
2014         } else {
2015                 /*
2016                  * Randomly change the size and increment the generation.
2017                  */
2018                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2019                     sizeof (*bbt);
2020                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2021                 ASSERT(lrtxg == 0);
2022         }
2023
2024         /*
2025          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2026          */
2027         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2028             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2029
2030         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2031
2032         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2033         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2034         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2035         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2036
2037         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2038             txg, crtxg);
2039         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2040         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2041
2042         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2043
2044         dmu_tx_commit(tx);
2045
2046         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2047
2048         return (0);
2049 }
2050
2051 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2052         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
2053         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
2054         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
2055         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
2056         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
2057         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
2058         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
2059         NULL,                                           /* TX_LINK */
2060         NULL,                                           /* TX_RENAME */
2061         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
2062         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
2063         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
2064         NULL,                                           /* TX_ACL */
2065         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
2066         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
2067         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2068         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
2069         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
2070         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2071         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
2072 };
2073
2074 /*
2075  * ZIL get_data callbacks
2076  */
2077 typedef struct ztest_zgd_private {
2078         ztest_ds_t *z_zd;
2079         ztest_zrl_t *z_rl;
2080         uint64_t z_object;
2081 } ztest_zgd_private_t;
2082
2083 static void
2084 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2085 {
2086         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2087         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2088         uint64_t object = zzp->z_object;
2089
2090         if (zgd->zgd_db)
2091                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2092
2093         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2094         ztest_object_unlock(zd, object);
2095
2096         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2097                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
2098
2099         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2100         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2101 }
2102
2103 static int
2104 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
2105 {
2106         ztest_ds_t *zd = arg;
2107         objset_t *os = zd->zd_os;
2108         uint64_t object = lr->lr_foid;
2109         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2110         uint64_t size = lr->lr_length;
2111         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2112         uint64_t crtxg;
2113         dmu_object_info_t doi;
2114         dmu_buf_t *db;
2115         zgd_t *zgd;
2116         int error;
2117         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2118
2119         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2120         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2121         if (error) {
2122                 ztest_object_unlock(zd, object);
2123                 return (error);
2124         }
2125
2126         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2127
2128         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2129                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2130                 ztest_object_unlock(zd, object);
2131                 return (ENOENT);
2132         }
2133
2134         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2135         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2136         db = NULL;
2137
2138         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2139         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
2140         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2141         zgd_private->z_zd = zd;
2142         zgd_private->z_object = object;
2143         zgd->zgd_private = zgd_private;
2144
2145         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2146                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2147                     RL_READER);
2148
2149                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2150                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2151                 ASSERT(error == 0);
2152         } else {
2153                 size = doi.doi_data_block_size;
2154                 if (ISP2(size)) {
2155                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2156                 } else {
2157                         ASSERT(offset < size);
2158                         offset = 0;
2159                 }
2160
2161                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2162                     RL_READER);
2163
2164                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2165                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2166
2167                 if (error == 0) {
2168                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2169
2170                         zgd->zgd_db = db;
2171                         zgd->zgd_bp = bp;
2172
2173                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2174                         ASSERT(db->db_size == size);
2175
2176                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2177                             ztest_get_done, zgd);
2178
2179                         if (error == 0)
2180                                 return (0);
2181                 }
2182         }
2183
2184         ztest_get_done(zgd, error);
2185
2186         return (error);
2187 }
2188
2189 static void *
2190 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2191 {
2192         char *lr;
2193         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2194
2195         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2196
2197         if (name)
2198                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2199
2200         return (lr);
2201 }
2202
2203 void
2204 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2205 {
2206         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2207
2208         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2213  */
2214 static int
2215 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2216 {
2217         int missing = 0;
2218         int error;
2219         int i;
2220
2221         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2222
2223         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2224                 od->od_object = 0;
2225                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2226                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2227                 if (error) {
2228                         ASSERT(error == ENOENT);
2229                         ASSERT(od->od_object == 0);
2230                         missing++;
2231                 } else {
2232                         dmu_buf_t *db;
2233                         ztest_block_tag_t *bbt;
2234                         dmu_object_info_t doi;
2235
2236                         ASSERT(od->od_object != 0);
2237                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2238
2239                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2240                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2241                             od->od_object, FTAG, &db));
2242                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2243                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2244                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2245                         od->od_type = doi.doi_type;
2246                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2247                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2248                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2249                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2250                 }
2251         }
2252
2253         return (missing);
2254 }
2255
2256 static int
2257 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2258 {
2259         int missing = 0;
2260         int i;
2261
2262         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2263
2264         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2265                 if (missing) {
2266                         od->od_object = 0;
2267                         missing++;
2268                         continue;
2269                 }
2270
2271                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2272
2273                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2274                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2275                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2276                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2277                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2278                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2279                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2280                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2281                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2282
2283                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2284                         ASSERT(missing == 0);
2285                         od->od_object = 0;
2286                         missing++;
2287                 } else {
2288                         od->od_object = lr->lr_foid;
2289                         od->od_type = od->od_crtype;
2290                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2291                         od->od_gen = od->od_crgen;
2292                         ASSERT(od->od_object != 0);
2293                 }
2294
2295                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2296         }
2297
2298         return (missing);
2299 }
2300
2301 static int
2302 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2303 {
2304         int missing = 0;
2305         int error;
2306         int i;
2307
2308         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2309
2310         od += count - 1;
2311
2312         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2313                 if (missing) {
2314                         missing++;
2315                         continue;
2316                 }
2317
2318                 /*
2319                  * No object was found.
2320                  */
2321                 if (od->od_object == 0)
2322                         continue;
2323
2324                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2325
2326                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2327
2328                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2329                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2330                         missing++;
2331                 } else {
2332                         od->od_object = 0;
2333                 }
2334                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2335         }
2336
2337         return (missing);
2338 }
2339
2340 static int
2341 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2342     void *data)
2343 {
2344         lr_write_t *lr;
2345         int error;
2346
2347         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2348
2349         lr->lr_foid = object;
2350         lr->lr_offset = offset;
2351         lr->lr_length = size;
2352         lr->lr_blkoff = 0;
2353         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2354
2355         bcopy(data, lr + 1, size);
2356
2357         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2358
2359         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2360
2361         return (error);
2362 }
2363
2364 static int
2365 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2366 {
2367         lr_truncate_t *lr;
2368         int error;
2369
2370         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2371
2372         lr->lr_foid = object;
2373         lr->lr_offset = offset;
2374         lr->lr_length = size;
2375
2376         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2377
2378         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2379
2380         return (error);
2381 }
2382
2383 static int
2384 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2385 {
2386         lr_setattr_t *lr;
2387         int error;
2388
2389         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2390
2391         lr->lr_foid = object;
2392         lr->lr_size = 0;
2393         lr->lr_mode = 0;
2394
2395         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2396
2397         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2398
2399         return (error);
2400 }
2401
2402 static void
2403 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2404 {
2405         objset_t *os = zd->zd_os;
2406         dmu_tx_t *tx;
2407         uint64_t txg;
2408         ztest_zrl_t *rl;
2409
2410         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2411
2412         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2413         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2414
2415         tx = dmu_tx_create(os);
2416
2417         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2418
2419         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2420
2421         if (txg != 0) {
2422                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2423                 dmu_tx_commit(tx);
2424                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2425         } else {
2426                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2427         }
2428
2429         ztest_range_unlock(zd, rl);
2430         ztest_object_unlock(zd, object);
2431 }
2432
2433 static void
2434 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2435 {
2436         int err;
2437         ztest_block_tag_t wbt;
2438         dmu_object_info_t doi;
2439         enum ztest_io_type io_type;
2440         uint64_t blocksize;
2441         void *data;
2442
2443         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2444         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2445         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2446
2447         /*
2448          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2449          */
2450         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2451         if (ztest_random(2) == 0)
2452                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2453
2454         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2455
2456         switch (io_type) {
2457
2458         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2459                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2460                     offset, 0, 0, 0);
2461                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2462                 break;
2463
2464         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2465                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2466                 if (ztest_random(2) == 0) {
2467                         /*
2468                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2469                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2470                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2471                          */
2472                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2473                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2474                 }
2475                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2476                 break;
2477
2478         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2479                 bzero(data, blocksize);
2480                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2481                 break;
2482
2483         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2484                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2485                 break;
2486
2487         case ZTEST_IO_SETATTR:
2488                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2489                 break;
2490         default:
2491                 break;
2492
2493         case ZTEST_IO_REWRITE:
2494                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2495                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2496                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2497                     B_FALSE);
2498                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2499                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2500                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2501                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2502                     B_FALSE);
2503                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2504                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2505
2506                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2507                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2508
2509                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2510                 break;
2511         }
2512
2513         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2514
2515         umem_free(data, blocksize);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Initialize an object description template.
2520  */
2521 static void
2522 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2523     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2524     uint64_t gen)
2525 {
2526         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2527         od->od_object = 0;
2528
2529         od->od_crtype = type;
2530         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2531         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2532         od->od_crgen = gen;
2533
2534         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2535         od->od_blocksize = 0;
2536         od->od_gen = 0;
2537
2538         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2539             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2544  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2545  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2546  * use the existing objects.
2547  */
2548 static int
2549 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2550 {
2551         int count = size / sizeof (*od);
2552         int rv = 0;
2553
2554         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2555         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2556             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2557             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2558                 rv = -1;
2559         zd->zd_od = od;
2560         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2561
2562         return (rv);
2563 }
2564
2565 /* ARGSUSED */
2566 void
2567 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2568 {
2569         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2570
2571         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2572
2573         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2574
2575         /*
2576          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2577          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2578          * will verify that the log really does contain this record.
2579          */
2580         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2581         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2582         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2583         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2584         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2585
2586         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2587 }
2588
2589 /*
2590  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2591  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2592  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2593  */
2594 /* ARGSUSED */
2595 void
2596 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2597 {
2598         objset_t *os = zd->zd_os;
2599
2600         /*
2601          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2602          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2603          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2604          */
2605         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2606         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2607
2608         /* zfsvfs_teardown() */
2609         zil_close(zd->zd_zilog);
2610
2611         /* zfsvfs_setup() */
2612         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2613         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2614
2615         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2616         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2617 }
2618
2619 /*
2620  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2621  * or create a pool with a bad vdev spec.
2622  */
2623 /* ARGSUSED */
2624 void
2625 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2626 {
2627         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2628         spa_t *spa;
2629         nvlist_t *nvroot;
2630
2631         if (zo->zo_mmp_test)
2632                 return;
2633
2634         /*
2635          * Attempt to create using a bad file.
2636          */
2637         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2638         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2639             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2640         nvlist_free(nvroot);
2641
2642         /*
2643          * Attempt to create using a bad mirror.
2644          */
2645         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2646         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2647             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2648         nvlist_free(nvroot);
2649
2650         /*
2651          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2652          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2653          */
2654         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2655         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2656         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2657         nvlist_free(nvroot);
2658         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2659         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2660         spa_close(spa, FTAG);
2661
2662         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2667  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2668  */
2669 /* ARGSUSED */
2670 void
2671 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2672 {
2673         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2674         spa_t *spa = ztest_spa;
2675
2676         if (zo->zo_mmp_test)
2677                 return;
2678
2679         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2680         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2681
2682         if (!spa_multihost(spa)) {
2683                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
2684                 mmp_thread_start(spa);
2685         }
2686
2687         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2688         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2689
2690         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2691         mmp_signal_all_threads();
2692         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2693
2694         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2695         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2696
2697         if (spa_multihost(spa)) {
2698                 mmp_thread_stop(spa);
2699                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
2700         }
2701
2702         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2703         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2704 }
2705
2706 /* ARGSUSED */
2707 void
2708 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2709 {
2710         spa_t *spa;
2711         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2712         uint64_t version, newversion;
2713         nvlist_t *nvroot, *props;
2714         char *name;
2715
2716         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2717                 return;
2718
2719         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2720         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2721
2722         /*
2723          * Clean up from previous runs.
2724          */
2725         (void) spa_destroy(name);
2726
2727         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2728             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2729
2730         /*
2731          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2732          * the initial version is capable of supporting that feature.
2733          */
2734         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2735         case 0:
2736         case 1:
2737                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2738                 break;
2739         case 2:
2740                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2741                 break;
2742         case 3:
2743                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2744                 break;
2745         }
2746
2747         /*
2748          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2749          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2750          */
2751         do {
2752                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2753         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2754
2755         props = fnvlist_alloc();
2756         fnvlist_add_uint64(props,
2757             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2758         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2759         fnvlist_free(nvroot);
2760         fnvlist_free(props);
2761
2762         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2763         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2764         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2765
2766         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2767                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2768                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2769         }
2770
2771         spa_upgrade(spa, newversion);
2772         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2773         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2774             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2775         spa_close(spa, FTAG);
2776
2777         strfree(name);
2778         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2779 }
2780
2781 static vdev_t *
2782 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2783 {
2784         vdev_t *mvd;
2785         int c;
2786
2787         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2788                 return (vd);
2789
2790         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2791                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2792                     NULL)
2793                         return (mvd);
2794
2795         return (NULL);
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2800  */
2801 int
2802 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2803 {
2804         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2805         int c;
2806
2807         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2808
2809         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2810                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2811
2812                 if (cvd->vdev_ishole)
2813                         break;
2814         }
2815         return (c);
2816 }
2817
2818 /*
2819  * Verify that vdev_add() works as expected.
2820  */
2821 /* ARGSUSED */
2822 void
2823 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2824 {
2825         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2826         spa_t *spa = ztest_spa;
2827         uint64_t leaves;
2828         uint64_t guid;
2829         nvlist_t *nvroot;
2830         int error;
2831
2832         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2833                 return;
2834
2835         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2836         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2837
2838         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2839
2840         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2841
2842         /*
2843          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2844          */
2845         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2846                 /*
2847                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2848                  */
2849                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2850
2851                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2852
2853                 /*
2854                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2855                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2856                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2857                  * grab a reference on the dataset which may cause
2858                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2859                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2860                  */
2861                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2862                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2863                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2864
2865                 if (error && error != EEXIST)
2866                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2867         } else {
2868                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2869
2870                 /*
2871                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2872                  */
2873                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2874                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2875                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2876                     zs->zs_mirrors, 1);
2877
2878                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2879                 nvlist_free(nvroot);
2880
2881                 if (error == ENOSPC)
2882                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2883                 else if (error != 0)
2884                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2885         }
2886
2887         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2892  */
2893 /* ARGSUSED */
2894 void
2895 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2896 {
2897         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2898         spa_t *spa = ztest_spa;
2899         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2900         spa_aux_vdev_t *sav;
2901         char *aux;
2902         char *path;
2903         uint64_t guid = 0;
2904         int error;
2905
2906         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2907                 return;
2908
2909         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2910
2911         if (ztest_random(2) == 0) {
2912                 sav = &spa->spa_spares;
2913                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2914         } else {
2915                 sav = &spa->spa_l2cache;
2916                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2917         }
2918
2919         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2920
2921         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2922
2923         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2924                 /*
2925                  * Pick a random device to remove.
2926                  */
2927                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2928         } else {
2929                 /*
2930                  * Find an unused device we can add.
2931                  */
2932                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2933                 for (;;) {
2934                         int c;
2935                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2936                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2937                             zs->zs_vdev_aux);
2938                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2939                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2940                                     path) == 0)
2941                                         break;
2942                         if (c == sav->sav_count &&
2943                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2944                                 break;
2945                         zs->zs_vdev_aux++;
2946                 }
2947         }
2948
2949         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2950
2951         if (guid == 0) {
2952                 /*
2953                  * Add a new device.
2954                  */
2955                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2956                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2957                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2958                 if (error != 0)
2959                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2960                 nvlist_free(nvroot);
2961         } else {
2962                 /*
2963                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2964                  * vdev state first to make sure we handle removal
2965                  * of devices that have pending state changes.
2966                  */
2967                 if (ztest_random(2) == 0)
2968                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2969
2970                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2971                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2972                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2973         }
2974
2975         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2976
2977         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2978 }
2979
2980 /*
2981  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2982  */
2983 /* ARGSUSED */
2984 void
2985 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2986 {
2987         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2988         spa_t *spa = ztest_spa;
2989         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2990         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2991         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2992         int error = 0;
2993
2994         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2995                 return;
2996
2997         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2998
2999         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
3000         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3001                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3002                 return;
3003         }
3004
3005         /* clean up the old pool, if any */
3006         (void) spa_destroy("splitp");
3007
3008         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3009
3010         /* generate a config from the existing config */
3011         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3012         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
3013             &tree) == 0);
3014         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3015
3016         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
3017             &children) == 0);
3018
3019         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3020         for (c = 0; c < children; c++) {
3021                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3022                 nvlist_t **mchild;
3023                 uint_t mchildren;
3024
3025                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3026                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
3027                             0) == 0);
3028                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
3029                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
3030                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
3031                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
3032                         if (lastlogid == 0)
3033                                 lastlogid = schildren;
3034                         ++schildren;
3035                         continue;
3036                 }
3037                 lastlogid = 0;
3038                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3039                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
3040                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
3041         }
3042
3043         /* OK, create a config that can be used to split */
3044         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3045         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
3046             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
3047         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
3048             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
3049
3050         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3051         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
3052
3053         for (c = 0; c < schildren; c++)
3054                 nvlist_free(schild[c]);
3055         free(schild);
3056         nvlist_free(split);
3057
3058         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3059
3060         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
3061         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3062         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3063
3064         nvlist_free(config);
3065
3066         if (error == 0) {
3067                 (void) printf("successful split - results:\n");
3068                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3069                 show_pool_stats(spa);
3070                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3071                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3072                 ++zs->zs_splits;
3073                 --zs->zs_mirrors;
3074         }
3075         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3076
3077 }
3078
3079 /*
3080  * Verify that we can attach and detach devices.
3081  */
3082 /* ARGSUSED */
3083 void
3084 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3085 {
3086         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3087         spa_t *spa = ztest_spa;
3088         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3089         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3090         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3091         nvlist_t *root;
3092         uint64_t leaves;
3093         uint64_t leaf, top;
3094         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3095         uint64_t oldguid, pguid;
3096         uint64_t oldsize, newsize;
3097         char *oldpath, *newpath;
3098         int replacing;
3099         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3100         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3101         int oldvd_is_log;
3102         int error, expected_error;
3103
3104         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3105                 return;
3106
3107         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3108         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3109
3110         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3111         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3112
3113         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3114
3115         /*
3116          * Decide whether to do an attach or a replace.
3117          */
3118         replacing = ztest_random(2);
3119
3120         /*
3121          * Pick a random top-level vdev.
3122          */
3123         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3124
3125         /*
3126          * Pick a random leaf within it.
3127          */
3128         leaf = ztest_random(leaves);
3129
3130         /*
3131          * Locate this vdev.
3132          */
3133         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3134         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3135                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3136                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3137                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3138         }
3139         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3140                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3141                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3142                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3143         }
3144
3145         /*
3146          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3147          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3148          */
3149         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3150                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3151                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3152                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3153         }
3154
3155         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3156         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3157         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3158         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3159         pvd = oldvd->vdev_parent;
3160         pguid = pvd->vdev_guid;
3161
3162         /*
3163          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3164          */
3165         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3166                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3167                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3168                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3169                     error != ENOTSUP)
3170                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3171                 goto out;
3172         }
3173
3174         /*
3175          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3176          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3177          */
3178         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3179                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3180                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3181                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3182         } else {
3183                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3184                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3185                     top * leaves + leaf);
3186                 if (ztest_random(2) == 0)
3187                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3188                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3189         }
3190
3191         if (newvd) {
3192                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3193         } else {
3194                 /*
3195                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3196                  * If it's smaller, the attach should fail.
3197                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3198                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3199                  */
3200                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3201         }
3202
3203         /*
3204          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3205          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3206          *
3207          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3208          *
3209          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3210          */
3211         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3212             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3213             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3214             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3215                 expected_error = ENOTSUP;
3216         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3217                 expected_error = ENOTSUP;
3218         else if (newvd == oldvd)
3219                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3220         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3221                 expected_error = EBUSY;
3222         else if (newsize < oldsize)
3223                 expected_error = EOVERFLOW;
3224         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3225                 expected_error = EDOM;
3226         else
3227                 expected_error = 0;
3228
3229         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3230
3231         /*
3232          * Build the nvlist describing newpath.
3233          */
3234         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3235             ashift, 0, 0, 0, 1);
3236
3237         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3238
3239         nvlist_free(root);
3240
3241         /*
3242          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3243          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3244          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3245          */
3246         if (expected_error == ENOTSUP &&
3247             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3248                 expected_error = error;
3249
3250         /*
3251          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3252          */
3253         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3254                 expected_error = error;
3255
3256         /* XXX workaround 6690467 */
3257         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3258                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3259                     "returned %d, expected %d",
3260                     oldpath, oldsize, newpath,
3261                     newsize, replacing, error, expected_error);
3262         }
3263 out:
3264         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3265
3266         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3267         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3268 }
3269
3270 /*
3271  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3272  */
3273 vdev_t *
3274 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3275 {
3276         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3277         size_t *newsize = arg;
3278         size_t fsize;
3279         int fd;
3280
3281         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3282         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3283
3284         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3285                 return (vd);
3286
3287         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3288         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3289
3290         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3291                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3292                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3293         }
3294         (void) close(fd);
3295         return (NULL);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3300  */
3301 /* ARGSUSED */
3302 vdev_t *
3303 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3304 {
3305         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3306         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3307         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3308         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3309         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3310         int error;
3311
3312         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3313         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3314
3315         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3316         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3317         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3318         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3319
3320         /*
3321          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3322          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3323          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3324          */
3325         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3326                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3327                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3328                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3329                 }
3330                 return (vd);
3331         }
3332         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3333
3334         /*
3335          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3336          * still talking to the original vdev. It's possible this
3337          * vdev may have been detached/replaced while we were
3338          * trying to online it.
3339          */
3340         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3341                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3342                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3343                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3344                             "got gen %llu\n",
3345                             (u_longlong_t)guid,
3346                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3347                             (u_longlong_t)generation,
3348                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3349                 }
3350                 return (vd);
3351         }
3352         return (NULL);
3353 }
3354
3355 /*
3356  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3357  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3358  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3359  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3360  * leaf vdev we encounter.
3361  */
3362 vdev_t *
3363 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3364 {
3365         uint_t c;
3366
3367         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3368                 if (func == NULL)
3369                         return (vd);
3370                 else
3371                         return (func(vd, arg));
3372         }
3373
3374         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3375                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3376                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3377                         return (cvd);
3378         }
3379         return (NULL);
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3384  */
3385 /* ARGSUSED */
3386 void
3387 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3388 {
3389         spa_t *spa = ztest_spa;
3390         vdev_t *vd, *tvd;
3391         metaslab_class_t *mc;
3392         metaslab_group_t *mg;
3393         size_t psize, newsize;
3394         uint64_t top;
3395         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3396
3397         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3398         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3399
3400         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3401
3402         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3403         mg = tvd->vdev_mg;
3404         mc = mg->mg_class;
3405         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3406         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3407
3408         /*
3409          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3410          * our top-level device.
3411          */
3412         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3413         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3414         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3415
3416         psize = vd->vdev_psize;
3417
3418         /*
3419          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3420          * original size, and it has a valid psize.
3421          */
3422         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3423             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3424                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3425                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3426                 return;
3427         }
3428         ASSERT(psize > 0);
3429         newsize = psize + psize / 8;
3430         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3431
3432         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3433                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3434                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3435         }
3436
3437         /*
3438          * Growing the vdev is a two step process:
3439          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3440          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3441          */
3442         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3443             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3444             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3445                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3446                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3447                             "the vdev configuration changed.\n");
3448                 }
3449                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3450                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3451                 return;
3452         }
3453
3454         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3455
3456         /*
3457          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3458          * thus we must wait for the async thread to complete any
3459          * pending tasks before proceeding.
3460          */
3461         for (;;) {
3462                 boolean_t done;
3463                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3464                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3465                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3466                 if (done)
3467                         break;
3468                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3469                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3470         }
3471
3472         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3473
3474         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3475         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3476         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3477
3478         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3479                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3480                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3481                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3482                 }
3483                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3484                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3485                 return;
3486         }
3487
3488         /*
3489          * Make sure we were able to grow the vdev.
3490          */
3491         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3492                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3493                     old_ms_count, new_ms_count);
3494
3495         /*
3496          * Make sure we were able to grow the pool.
3497          */
3498         if (new_class_space <= old_class_space)
3499                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3500                     old_class_space, new_class_space);
3501
3502         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3503                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3504
3505                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3506                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3507                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3508                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3509         }
3510
3511         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3512         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3517  */
3518 /* ARGSUSED */
3519 static void
3520 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3521 {
3522         /*
3523          * Create the objects common to all ztest datasets.
3524          */
3525         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3526             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3527 }
3528
3529 static int
3530 ztest_dataset_create(char *dsname)
3531 {
3532         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3533         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3534             ztest_objset_create_cb, NULL);
3535
3536         if (err || zilset < 80)
3537                 return (err);
3538
3539         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3540                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3541         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3542             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3543 }
3544
3545 /* ARGSUSED */
3546 static int
3547 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3548 {
3549         objset_t *os;
3550         dmu_object_info_t doi;
3551         int error;
3552
3553         /*
3554          * Verify that the dataset contains a directory object.
3555          */
3556         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3557         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3558         if (error != ENOENT) {
3559                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3560                 ASSERT0(error);
3561                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3562                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3563         }
3564         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3565
3566         /*
3567          * Destroy the dataset.
3568          */
3569         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3570                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
3571         } else {
3572                 error = dsl_destroy_head(name);
3573                 /* There could be a hold on this dataset */
3574                 if (error != EBUSY)
3575                         ASSERT0(error);
3576         }
3577         return (0);
3578 }
3579
3580 static boolean_t
3581 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3582 {
3583         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3584         int error;
3585
3586         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3587
3588         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3589         if (error == ENOSPC) {
3590                 ztest_record_enospc(FTAG);
3591                 return (B_FALSE);
3592         }
3593         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3594                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3595                     snapname, error);
3596         }
3597         return (B_TRUE);
3598 }
3599
3600 static boolean_t
3601 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3602 {
3603         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3604         int error;
3605
3606         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3607             (u_longlong_t)id);
3608
3609         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3610         if (error != 0 && error != ENOENT)
3611                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3612         return (B_TRUE);
3613 }
3614
3615 /* ARGSUSED */
3616 void
3617 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3618 {
3619         ztest_ds_t *zdtmp;
3620         int iters;
3621         int error;
3622         objset_t *os, *os2;
3623         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3624         zilog_t *zilog;
3625         int i;
3626
3627         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3628
3629         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3630
3631         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3632             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3633
3634         /*
3635          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3636          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3637          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3638          */
3639         if (ztest_random(2) == 0 &&
3640             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3641                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3642                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3643                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3644                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3645         }
3646
3647         /*
3648          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3649          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3650          * and all of its snapshots.
3651          */
3652         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3653             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3654
3655         /*
3656          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3657          */
3658         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3659             FTAG, &os));
3660
3661         /*
3662          * Verify that we can create a new dataset.
3663          */
3664         error = ztest_dataset_create(name);
3665         if (error) {
3666                 if (error == ENOSPC) {
3667                         ztest_record_enospc(FTAG);
3668                         goto out;
3669                 }
3670                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3671         }
3672
3673         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3674
3675         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3676
3677         /*
3678          * Open the intent log for it.
3679          */
3680         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3681
3682         /*
3683          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3684          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3685          */
3686         iters = ztest_random(5);
3687         for (i = 0; i < iters; i++) {
3688                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3689                 if (ztest_random(iters) == 0)
3690                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3691         }
3692
3693         /*
3694          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3695          */
3696         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3697             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3698
3699         /*
3700          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3701          */
3702         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3703         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3704
3705         /*
3706          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3707          */
3708         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3709             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3710
3711         zil_close(zilog);
3712         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3713         ztest_zd_fini(zdtmp);
3714 out:
3715         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3716
3717         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3722  */
3723 void
3724 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3725 {
3726         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3727         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3728         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3729         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3730 }
3731
3732 /*
3733  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3734  */
3735 void
3736 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3737 {
3738         char *snap1name;
3739         char *clone1name;
3740         char *snap2name;
3741         char *clone2name;
3742         char *snap3name;
3743         int error;
3744
3745         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3746         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3747         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3748         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3749         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3750
3751         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3752             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3753         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3754             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3755         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3756             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3757         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3758             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3759         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3760             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3761
3762         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3763         if (error && error != ENOENT)
3764                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3765         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3766         if (error && error != ENOENT)
3767                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3768         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3769         if (error && error != ENOENT)
3770                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3771         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3772         if (error && error != ENOENT)
3773                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3774         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3775         if (error && error != ENOENT)
3776                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3777
3778         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3779         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3780         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3781         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3782         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3787  */
3788 void
3789 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3790 {
3791         objset_t *os;
3792         char *snap1name;
3793         char *clone1name;
3794         char *snap2name;
3795         char *clone2name;
3796         char *snap3name;
3797         char *osname = zd->zd_name;
3798         int error;
3799
3800         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3801         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3802         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3803         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3804         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3805
3806         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3807
3808         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3809
3810         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3811             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3812         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3813             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3814         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3815             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3816         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3817             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3818         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3819             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3820
3821         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3822         if (error && error != EEXIST) {
3823                 if (error == ENOSPC) {
3824                         ztest_record_enospc(FTAG);
3825                         goto out;
3826                 }
3827                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3828         }
3829
3830         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3831         if (error) {
3832                 if (error == ENOSPC) {
3833                         ztest_record_enospc(FTAG);
3834                         goto out;
3835                 }
3836                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3837         }
3838
3839         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3840         if (error && error != EEXIST) {
3841                 if (error == ENOSPC) {
3842                         ztest_record_enospc(FTAG);
3843                         goto out;
3844                 }
3845                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3846         }
3847
3848         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3849         if (error && error != EEXIST) {
3850                 if (error == ENOSPC) {
3851                         ztest_record_enospc(FTAG);
3852                         goto out;
3853                 }
3854                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3855         }
3856
3857         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3858         if (error) {
3859                 if (error == ENOSPC) {
3860                         ztest_record_enospc(FTAG);
3861                         goto out;
3862                 }
3863                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3864         }
3865
3866         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3867         if (error)
3868                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3869         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3870         if (error == ENOSPC) {
3871                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3872                 ztest_record_enospc(FTAG);
3873                 goto out;
3874         }
3875         if (error != EBUSY)
3876                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3877                     error);
3878         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3879
3880 out:
3881         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3882
3883         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3884
3885         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3886         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3887         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3888         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3889         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3890 }
3891
3892 #undef OD_ARRAY_SIZE
3893 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3894
3895 /*
3896  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3897  */
3898 void
3899 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3900 {
3901         ztest_od_t *od;
3902         int batchsize;
3903         int size;
3904         int b;
3905
3906         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3907         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3908         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3909
3910         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3911                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
3912                     0, 0, 0);
3913
3914         /*
3915          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3916          * and do some I/O on the new objects.
3917          */
3918         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3919                 return;
3920
3921         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3922                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3923                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3924
3925         umem_free(od, size);
3926 }
3927
3928 #undef OD_ARRAY_SIZE
3929 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3930
3931 /*
3932  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3933  */
3934 void
3935 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3936 {
3937         int size;
3938         ztest_od_t *od;
3939
3940         objset_t *os = zd->zd_os;
3941         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3942         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3943         dmu_tx_t *tx;
3944         int i, freeit, error;
3945         uint64_t n, s, txg;
3946         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3947         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3948         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3949         uint64_t regions = 997;
3950         uint64_t stride = 123456789ULL;
3951         uint64_t width = 40;
3952         int free_percent = 5;
3953
3954         /*
3955          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3956          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3957          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3958          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3959          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3960          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3961          *
3962          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3963          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3964          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3965          *
3966          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3967          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3968          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3969          *
3970          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3971          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3972          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3973          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3974          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3975          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3976          */
3977
3978         /*
3979          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3980          */
3981         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
3982         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
3983             chunksize);
3984
3985         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3986                 umem_free(od, size);
3987                 return;
3988         }
3989
3990         bigobj = od[0].od_object;
3991         packobj = od[1].od_object;
3992         chunksize = od[0].od_gen;
3993         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3994
3995         /*
3996          * Prefetch a random chunk of the big object.
3997          * Our aim here is to get some async reads in flight
3998          * for blocks that we may free below; the DMU should
3999          * handle this race correctly.
4000          */
4001         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4002         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4003         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4004             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4005
4006         /*
4007          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4008          */
4009         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4010         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4011
4012         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4013         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4014
4015         bigoff = n * chunksize;
4016         bigsize = s * chunksize;
4017
4018         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4019         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4020
4021         /*
4022          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4023          * overwriting it.
4024          */
4025         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4026
4027         /*
4028          * Read the current contents of our objects.
4029          */
4030         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4031             DMU_READ_PREFETCH);
4032         ASSERT0(error);
4033         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4034             DMU_READ_PREFETCH);
4035         ASSERT0(error);
4036
4037         /*
4038          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4039          */
4040         tx = dmu_tx_create(os);
4041
4042         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4043
4044         if (freeit)
4045                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4046         else
4047                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4048
4049         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4050         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4051
4052         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4053         if (txg == 0) {
4054                 umem_free(packbuf, packsize);
4055                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4056                 umem_free(od, size);
4057                 return;
4058         }
4059
4060         enum zio_checksum cksum;
4061         do {
4062                 cksum = (enum zio_checksum)
4063                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4064         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4065         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4066
4067         enum zio_compress comp;
4068         do {
4069                 comp = (enum zio_compress)
4070                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4071         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4072         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4073
4074         /*
4075          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4076          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4077          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4078          * with the new values we want to write out.
4079          */
4080         for (i = 0; i < s; i++) {
4081                 /* LINTED */
4082                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4083                 /* LINTED */
4084                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4085                 /* LINTED */
4086                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4087
4088                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4089                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4090
4091                 if (pack->bw_txg > txg)
4092                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4093                             pack->bw_txg, txg);
4094
4095                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4096                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4097                             pack->bw_index, n, i);
4098
4099                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4100                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4101
4102                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4103                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4104
4105                 if (freeit) {
4106                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4107                 } else {
4108                         pack->bw_index = n + i;
4109                         pack->bw_txg = txg;
4110                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4111                 }
4112                 *bigH = *pack;
4113                 *bigT = *pack;
4114         }
4115
4116         /*
4117          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4118          * Now write them out.
4119          */
4120         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4121
4122         if (freeit) {
4123                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4124                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4125                             " txg %llx\n",
4126                             (u_longlong_t)bigoff,
4127                             (u_longlong_t)bigsize,
4128                             (u_longlong_t)txg);
4129                 }
4130                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4131         } else {
4132                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4133                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4134                             " txg %llx\n",
4135                             (u_longlong_t)bigoff,
4136                             (u_longlong_t)bigsize,
4137                             (u_longlong_t)txg);
4138                 }
4139                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4140         }
4141
4142         dmu_tx_commit(tx);
4143
4144         /*
4145          * Sanity check the stuff we just wrote.
4146          */
4147         {
4148                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4149                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4150
4151                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4152                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4153                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4154                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4155
4156                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4157                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4158
4159                 umem_free(packcheck, packsize);
4160                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4161         }
4162
4163         umem_free(packbuf, packsize);
4164         umem_free(bigbuf, bigsize);
4165         umem_free(od, size);
4166 }
4167
4168 void
4169 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4170     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4171 {
4172         uint64_t i;
4173         bufwad_t *pack;
4174         bufwad_t *bigH;
4175         bufwad_t *bigT;
4176
4177         /*
4178          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4179          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4180          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4181          * with the new values we want to write out.
4182          */
4183         for (i = 0; i < s; i++) {
4184                 /* LINTED */
4185                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4186                 /* LINTED */
4187                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4188                 /* LINTED */
4189                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4190
4191                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4192                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4193
4194                 if (pack->bw_txg > txg)
4195                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4196                             pack->bw_txg, txg);
4197
4198                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4199                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4200                             pack->bw_index, n, i);
4201
4202                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4203                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4204
4205                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4206                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4207
4208                 pack->bw_index = n + i;
4209                 pack->bw_txg = txg;
4210                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4211
4212                 *bigH = *pack;
4213                 *bigT = *pack;
4214         }
4215 }
4216
4217 #undef OD_ARRAY_SIZE
4218 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4219
4220 void
4221 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4222 {
4223         objset_t *os = zd->zd_os;
4224         ztest_od_t *od;
4225         dmu_tx_t *tx;
4226         uint64_t i;
4227         int error;
4228         int size;
4229         uint64_t n, s, txg;
4230         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4231         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4232         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4233         uint64_t chunksize = blocksize;
4234         uint64_t regions = 997;
4235         uint64_t stride = 123456789ULL;
4236         uint64_t width = 9;
4237         dmu_buf_t *bonus_db;
4238         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4239         dmu_object_info_t doi;
4240
4241         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4242         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4243
4244         /*
4245          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4246          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4247          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4248          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4249          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4250          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4251          *
4252          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4253          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4254          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4255          *
4256          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4257          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4258          */
4259
4260         /*
4261          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4262          */
4263         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4264         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4265             chunksize);
4266
4267
4268         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4269                 umem_free(od, size);
4270                 return;
4271         }
4272
4273         bigobj = od[0].od_object;
4274         packobj = od[1].od_object;
4275         blocksize = od[0].od_blocksize;
4276         chunksize = blocksize;
4277         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4278
4279         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4280         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4281         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4282         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4283
4284         /*
4285          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4286          */
4287         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4288         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4289
4290         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4291         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4292
4293         bigoff = n * chunksize;
4294         bigsize = s * chunksize;
4295
4296         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4297         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4298
4299         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4300
4301         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4302
4303         /*
4304          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4305          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4306          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4307          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4308          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4309          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4310          * Iteration 6 one more zcopy write.
4311          */
4312         for (i = 0; i < 7; i++) {
4313                 uint64_t j;
4314                 uint64_t off;
4315
4316                 /*
4317                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4318                  * that don't match bigobj blksz to test
4319                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4320                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4321                  */
4322                 for (j = 0; j < s; j++) {
4323                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4324                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4325                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4326                         } else {
4327                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4328                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4329                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4330                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4331                         }
4332                 }
4333
4334                 /*
4335                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4336                  */
4337                 tx = dmu_tx_create(os);
4338
4339                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4340                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4341
4342                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4343                 if (txg == 0) {
4344                         umem_free(packbuf, packsize);
4345                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4346                         for (j = 0; j < s; j++) {
4347                                 if (i != 5 ||
4348                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4349                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4350                                 } else {
4351                                         dmu_return_arcbuf(
4352                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4353                                         dmu_return_arcbuf(
4354                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4355                                 }
4356                         }
4357                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4358                         umem_free(od, size);
4359                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4360                         return;
4361                 }
4362
4363                 /*
4364                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4365                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4366                  * existing dbufs for the specified offsets.
4367                  */
4368                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4369                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4370                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4371                         ASSERT0(error);
4372                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4373                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4374                         ASSERT0(error);
4375                 }
4376                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4377                     n, chunksize, txg);
4378
4379                 /*
4380                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4381                  * Now write them out.
4382                  */
4383                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4384                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4385                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4386                             " txg %llx\n",
4387                             (u_longlong_t)bigoff,
4388                             (u_longlong_t)bigsize,
4389                             (u_longlong_t)txg);
4390                 }
4391                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4392                         dmu_buf_t *dbt;
4393                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4394                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4395                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4396                         } else {
4397                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4398                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4399                                     chunksize / 2);
4400                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4401                                     chunksize / 2,
4402                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4403                                     chunksize / 2);
4404                         }
4405
4406                         if (i == 1) {
4407                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4408                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4409                         }
4410                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4411                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4412                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4413                         } else {
4414                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4415                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4416                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4417                                     off + chunksize / 2,
4418                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4419                         }
4420                         if (i == 1) {
4421                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4422                         }
4423                 }
4424                 dmu_tx_commit(tx);
4425
4426                 /*
4427                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4428                  */
4429                 {
4430                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4431                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4432
4433                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4434                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4435                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4436                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4437
4438                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4439                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4440
4441                         umem_free(packcheck, packsize);
4442                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4443                 }
4444                 if (i == 2) {
4445                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4446                 } else if (i == 3) {
4447                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4448                 }
4449         }
4450
4451         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4452         umem_free(packbuf, packsize);
4453         umem_free(bigbuf, bigsize);
4454         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4455         umem_free(od, size);
4456 }
4457
4458 /* ARGSUSED */
4459 void
4460 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4461 {
4462         ztest_od_t *od;
4463
4464         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4465         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4466             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4467
4468         /*
4469          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4470          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4471          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4472          */
4473         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4474
4475         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4476                 return;
4477
4478         while (ztest_random(10) != 0)
4479                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4480
4481         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4482 }
4483
4484 void
4485 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4486 {
4487         ztest_od_t *od;
4488         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4489             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4490         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4491         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4492         void *data;
4493
4494         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4495
4496         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4497
4498         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4499             !ztest_random(2)) != 0) {
4500                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4501                 return;
4502         }
4503
4504         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4505                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4506                 return;
4507         }
4508
4509         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4510
4511         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4512
4513         while (ztest_random(count) != 0) {
4514                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4515                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4516                     data) != 0)
4517                         break;
4518                 while (ztest_random(4) != 0)
4519                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4520         }
4521
4522         umem_free(data, blocksize);
4523         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4524 }
4525
4526 /*
4527  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4528  */
4529 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4530 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4531 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4532
4533 void
4534 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4535 {
4536         objset_t *os = zd->zd_os;
4537         ztest_od_t *od;
4538         uint64_t object;
4539         uint64_t txg, last_txg;
4540         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4541         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4542         int i, ints;
4543         dmu_tx_t *tx;
4544         char propname[100], txgname[100];
4545         int error;
4546         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4547
4548         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4549         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4550
4551         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4552             !ztest_random(2)) != 0)
4553                 goto out;
4554
4555         object = od->od_object;
4556
4557         /*
4558          * Generate a known hash collision, and verify that
4559          * we can lookup and remove both entries.
4560          */
4561         tx = dmu_tx_create(os);
4562         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4563         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4564         if (txg == 0)
4565                 goto out;
4566         for (i = 0; i < 2; i++) {
4567                 value[i] = i;
4568                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4569                     1, &value[i], tx));
4570         }
4571         for (i = 0; i < 2; i++) {
4572                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4573                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4574                 VERIFY3U(0, ==,
4575                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4576                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4577                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4578         }
4579         for (i = 0; i < 2; i++) {
4580                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4581         }
4582         dmu_tx_commit(tx);
4583
4584         /*
4585          * Generate a buch of random entries.
4586          */
4587         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4588
4589         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4590         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4591         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4592         bzero(value, sizeof (value));
4593         last_txg = 0;
4594
4595         /*
4596          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4597          */
4598         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4599         if (error == 0) {
4600                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4601                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4602
4603                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4604                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4605
4606                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4607                     &zl_ints) == 0);
4608
4609                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4610                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4611
4612                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4613                     zl_ints, value) == 0);
4614
4615                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4616                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4617                 }
4618         } else {
4619                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4620         }
4621
4622         /*
4623          * Atomically update two entries in our zap object.
4624          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4625          * in which the property was last updated.  The second
4626          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4627          * should be txg + object + n.
4628          */
4629         tx = dmu_tx_create(os);
4630         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4631         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4632         if (txg == 0)
4633                 goto out;
4634
4635         if (last_txg > txg)
4636                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4637
4638         for (i = 0; i < ints; i++)
4639                 value[i] = txg + object + i;
4640
4641         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4642             1, &txg, tx));
4643         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4644             ints, value, tx));
4645
4646         dmu_tx_commit(tx);
4647
4648         /*
4649          * Remove a random pair of entries.
4650          */
4651         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4652         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4653         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4654
4655         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4656
4657         if (error == ENOENT)
4658                 goto out;
4659
4660         ASSERT0(error);
4661
4662         tx = dmu_tx_create(os);
4663         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4664         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4665         if (txg == 0)
4666                 goto out;
4667         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4668         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4669         dmu_tx_commit(tx);
4670 out:
4671         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4672 }
4673
4674 /*
4675  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4676  */
4677 void
4678 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4679 {
4680         objset_t *os = zd->zd_os;
4681         ztest_od_t *od;
4682         uint64_t object, txg;
4683         int i;
4684
4685         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4686         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4687
4688         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4689             !ztest_random(2)) != 0)
4690                 goto out;
4691         object = od->od_object;
4692
4693         /*
4694          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4695          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4696          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4697          */
4698         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4699                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4700                 uint64_t value = i;
4701                 dmu_tx_t *tx;
4702                 int error;
4703
4704                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4705                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4706
4707                 tx = dmu_tx_create(os);
4708                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4709                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4710                 if (txg == 0)
4711                         goto out;
4712                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4713                     &value, tx);
4714                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4715                 dmu_tx_commit(tx);
4716         }
4717 out:
4718         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4719 }
4720
4721 /* ARGSUSED */
4722 void
4723 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4724 {
4725         objset_t *os = zd->zd_os;
4726         ztest_od_t *od;
4727         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4728         dmu_tx_t *tx;
4729         int i, namelen, error;
4730         int micro = ztest_random(2);
4731         char name[20], string_value[20];
4732         void *data;
4733
4734         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4735         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4736
4737         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4738                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4739                 return;
4740         }
4741
4742         object = od->od_object;
4743
4744         /*
4745          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4746          * x is a random printable character and the dots are dots.
4747          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4748          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4749          */
4750         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4751
4752         for (i = 0; i < 3; i++)
4753                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4754         for (; i < namelen - 1; i++)
4755                 name[i] = '.';
4756         name[i] = '\0';
4757
4758         if ((namelen & 1) || micro) {
4759                 wsize = sizeof (txg);
4760                 wc = 1;
4761                 data = &txg;
4762         } else {
4763                 wsize = 1;
4764                 wc = namelen;
4765                 data = string_value;
4766         }
4767
4768         count = -1ULL;
4769         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4770         ASSERT(count != -1ULL);
4771
4772         /*
4773          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4774          */
4775         i = ztest_random(5);
4776
4777         if (i >= 2) {
4778                 tx = dmu_tx_create(os);
4779                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4780                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4781                 if (txg == 0) {
4782                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4783                         return;
4784                 }
4785                 bcopy(name, string_value, namelen);
4786         } else {
4787                 tx = NULL;
4788                 txg = 0;
4789                 bzero(string_value, namelen);
4790         }
4791
4792         switch (i) {
4793
4794         case 0:
4795                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4796                 if (error == 0) {
4797                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4798                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4799                 } else {
4800                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4801                 }
4802                 break;
4803
4804         case 1:
4805                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4806                 if (error == 0) {
4807                         if (data == string_value &&
4808                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4809                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4810                                     name, data, namelen);
4811                 } else {
4812                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4813                 }
4814                 break;
4815
4816         case 2:
4817                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4818                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4819                 break;
4820
4821         case 3:
4822                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4823                 break;
4824
4825         case 4:
4826                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4827                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4828                 break;
4829         }
4830
4831         if (tx != NULL)
4832                 dmu_tx_commit(tx);
4833
4834         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4835 }
4836
4837 /*
4838  * Commit callback data.
4839  */
4840 typedef struct ztest_cb_data {
4841         list_node_t             zcd_node;
4842         uint64_t                zcd_txg;
4843         int                     zcd_expected_err;
4844         boolean_t               zcd_added;
4845         boolean_t               zcd_called;
4846         spa_t                   *zcd_spa;
4847 } ztest_cb_data_t;
4848
4849 /* This is the actual commit callback function */
4850 static void
4851 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4852 {
4853         ztest_cb_data_t *data = arg;
4854         uint64_t synced_txg;
4855
4856         VERIFY(data != NULL);
4857         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4858         VERIFY(!data->zcd_called);
4859
4860         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4861         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4862                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4863                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4864                     synced_txg);
4865
4866         data->zcd_called = B_TRUE;
4867
4868         if (error == ECANCELED) {
4869                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4870                 ASSERT(!data->zcd_added);
4871
4872                 /*
4873                  * The private callback data should be destroyed here, but
4874                  * since we are going to check the zcd_called field after
4875                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4876                  */
4877                 return;
4878         }
4879
4880         ASSERT(data->zcd_added);
4881         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4882
4883         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4884
4885         /* See if this cb was called more quickly */
4886         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4887                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4888
4889         /* Remove our callback from the list */
4890         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4891
4892         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4893
4894         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4895 }
4896
4897 /* Allocate and initialize callback data structure */
4898 static ztest_cb_data_t *
4899 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4900 {
4901         ztest_cb_data_t *cb_data;
4902
4903         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4904
4905         cb_data->zcd_txg = txg;
4906         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4907         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4908
4909         return (cb_data);
4910 }
4911
4912 /*
4913  * Commit callback test.
4914  */
4915 void
4916 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4917 {
4918         objset_t *os = zd->zd_os;
4919         ztest_od_t *od;
4920         dmu_tx_t *tx;
4921         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4922         uint64_t old_txg, txg;
4923         int i, error = 0;
4924
4925         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4926         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4927
4928         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4929                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4930                 return;
4931         }
4932
4933         tx = dmu_tx_create(os);
4934
4935         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4936         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4937
4938         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4939
4940         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4941         if (ztest_random(100) == 0)
4942                 error = -1;
4943
4944         if (!error)
4945                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4946
4947         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4948
4949         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4950         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4951         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4952
4953         if (error) {
4954                 /*
4955                  * It's not a strict requirement to call the registered
4956                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4957                  * it's supposed to happen in the current implementation
4958                  * so we will check for that.
4959                  */
4960                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4961                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4962                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4963                 }
4964
4965                 dmu_tx_abort(tx);
4966
4967                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4968                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4969                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4970                 }
4971
4972                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4973                 return;
4974         }
4975
4976         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4977         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4978
4979         /*
4980          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4981          */
4982         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4983             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4984
4985         if (old_txg > txg)
4986                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4987                     old_txg, txg);
4988
4989         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4990
4991         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4992
4993         /*
4994          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4995          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4996          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4997          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4998          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4999          * implementation.
5000          *
5001          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5002          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5003          * implementation bug..
5004          */
5005         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5006         if (tmp_cb != NULL &&
5007             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5008                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
5009                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
5010         }
5011
5012         /*
5013          * Let's find the place to insert our callbacks.
5014          *
5015          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5016          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5017          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5018          * (from other objsets) may have sneaked in.
5019          */
5020         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5021         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5022                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5023
5024         /* Add the 3 callbacks to the list */
5025         for (i = 0; i < 3; i++) {
5026                 if (tmp_cb == NULL)
5027                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5028                 else
5029                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5030                             cb_data[i]);
5031
5032                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5033                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5034
5035                 tmp_cb = cb_data[i];
5036         }
5037
5038         zc_cb_counter += 3;
5039
5040         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5041
5042         dmu_tx_commit(tx);
5043
5044         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5045 }
5046
5047 /*
5048  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5049  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5050  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5051  */
5052 /* ARGSUSED */
5053 void
5054 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5055 {
5056         objset_t *os = zd->zd_os;
5057         uint64_t obj;
5058         int err = 0;
5059
5060         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5061                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5062                 dmu_object_info_t doi;
5063                 dmu_buf_t *db;
5064
5065                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0)
5066                         continue;
5067
5068                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5069                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5070                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5071
5072                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5073                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5074                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5075                             bt->bt_crtxg);
5076                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5077                 }
5078
5079                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5080         }
5081 }
5082
5083 /* ARGSUSED */
5084 void
5085 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5086 {
5087         zfs_prop_t proplist[] = {
5088                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5089                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5090                 ZFS_PROP_COPIES,
5091                 ZFS_PROP_DEDUP
5092         };
5093         int p;
5094
5095         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5096
5097         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5098                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5099                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5100
5101         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5102             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5103
5104         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5105 }
5106
5107 /* ARGSUSED */
5108 void
5109 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5110 {
5111         nvlist_t *props = NULL;
5112
5113         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5114
5115         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5116             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5117
5118         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5119
5120         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5121                 dump_nvlist(props, 4);
5122
5123         nvlist_free(props);
5124
5125         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5126 }
5127
5128 static int
5129 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5130 {
5131         nvlist_t *snaps, *holds;
5132         int error;
5133
5134         snaps = fnvlist_alloc();
5135         holds = fnvlist_alloc();
5136         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5137         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5138         fnvlist_free(holds);
5139         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5140         fnvlist_free(snaps);
5141         return (error);
5142 }
5143
5144 /*
5145  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5146  */
5147 void
5148 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5149 {
5150         int error;
5151         objset_t *os = zd->zd_os;
5152         objset_t *origin;
5153         char snapname[100];
5154         char fullname[100];
5155         char clonename[100];
5156         char tag[100];
5157         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5158         nvlist_t *holds;
5159
5160         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5161
5162         dmu_objset_name(os, osname);
5163
5164         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5165             (u_longlong_t)id);
5166         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5167         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5168             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5169         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5170
5171         /*
5172          * Clean up from any previous run.
5173          */
5174         error = dsl_destroy_head(clonename);
5175         if (error != ENOENT)
5176                 ASSERT0(error);
5177         error = user_release_one(fullname, tag);
5178         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5179                 ASSERT0(error);
5180         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5181         if (error != ENOENT)
5182                 ASSERT0(error);
5183
5184         /*
5185          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5186          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5187          */
5188         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5189         if (error) {
5190                 if (error == ENOSPC) {
5191                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5192                         goto out;
5193                 }
5194                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5195         }
5196
5197         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5198         if (error) {
5199                 if (error == ENOSPC) {
5200                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5201                         goto out;
5202                 }
5203                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5204         }
5205
5206         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5207         if (error) {
5208                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5209                     fullname, error);
5210         }
5211
5212         error = dsl_destroy_head(clonename);
5213         if (error)
5214                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5215
5216         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5217         if (error != ENOENT)
5218                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5219
5220         /*
5221          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5222          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5223          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5224          */
5225         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5226         if (error) {
5227                 if (error == ENOSPC) {
5228                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5229                         goto out;
5230                 }
5231                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5232         }
5233
5234         holds = fnvlist_alloc();
5235         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5236         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5237         fnvlist_free(holds);
5238
5239         if (error == ENOSPC) {
5240                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5241                 goto out;
5242         } else if (error) {
5243                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5244                     fullname, tag, error);
5245         }
5246
5247         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5248         if (error != EBUSY) {
5249                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5250                     fullname, error);
5251         }
5252
5253         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5254         if (error) {
5255                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5256                     fullname, error);
5257         }
5258
5259         error = user_release_one(fullname, tag);
5260         if (error)
5261                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5262
5263         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5264
5265 out:
5266         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5267 }
5268
5269 /*
5270  * Inject random faults into the on-disk data.
5271  */
5272 /* ARGSUSED */
5273 void
5274 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5275 {
5276         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5277         spa_t *spa = ztest_spa;
5278         int fd;
5279         uint64_t offset;
5280         uint64_t leaves;
5281         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5282         uint64_t top, leaf;
5283         char *path0;
5284         char *pathrand;
5285         size_t fsize;
5286         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5287         int iters = 1000;
5288         int maxfaults;
5289         int mirror_save;
5290         vdev_t *vd0 = NULL;
5291         uint64_t guid0 = 0;
5292         boolean_t islog = B_FALSE;
5293
5294         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5295         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5296
5297         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5298         maxfaults = MAXFAULTS();
5299         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5300         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5301         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5302
5303         ASSERT(leaves >= 1);
5304
5305         /*
5306          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5307          * which don't like to have their vdevs changed while
5308          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5309          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5310          */
5311         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5312
5313         /*
5314          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5315          */
5316         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5317
5318         if (ztest_random(2) == 0) {
5319                 /*
5320                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5321                  */
5322                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5323                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5324
5325                 /*
5326                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5327                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5328                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5329                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5330                  */
5331                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5332                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5333                     top * leaves + zs->zs_splits);
5334                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5335                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5336                     top * leaves + leaf);
5337
5338                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5339                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5340                         islog = B_TRUE;
5341
5342                 /*
5343                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5344                  * then we only allow faults on the device that is
5345                  * resilvering.
5346                  */
5347                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5348                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5349                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5350                         /*
5351                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5352                          * or unwriteable, or reach behind its back
5353                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5354                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5355                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5356                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5357                          * combination of this with injection of random data
5358                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5359                          */
5360                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5361
5362                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5363                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5364                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5365                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5366                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5367                         } else {
5368                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5369                         }
5370                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5371                 }
5372         } else {
5373                 /*
5374                  * Inject errors on an l2cache device.
5375                  */
5376                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5377
5378                 if (sav->sav_count == 0) {
5379                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5380                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5381                         goto out;
5382                 }
5383                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5384                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5385                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5386                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5387
5388                 leaf = 0;
5389                 leaves = 1;
5390                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5391         }
5392
5393         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5394         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5395
5396         /*
5397          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5398          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5399          */
5400         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5401                 if (ztest_random(10) < 6) {
5402                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5403                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5404
5405                         /*
5406                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5407                          * prevent a race between offlining a slog and
5408                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5409                          * grab a reference on the dataset which may cause
5410                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5411                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5412                          */
5413                         if (islog)
5414                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5415
5416                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5417
5418                         if (islog)
5419                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5420                 } else {
5421                         /*
5422                          * Ideally we would like to be able to randomly
5423                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5424                          * to force unpredictable failures but the side
5425                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5426                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5427                          * prevent a race between injection testing and
5428                          * aux_vdev removal.
5429                          */
5430                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5431                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5432                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5433                 }
5434         }
5435
5436         if (maxfaults == 0)
5437                 goto out;
5438
5439         /*
5440          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5441          */
5442         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5443
5444         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5445                 goto out;
5446
5447         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5448
5449         while (--iters != 0) {
5450                 /*
5451                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5452                  * we do not inject a given logical block with errors
5453                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5454                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5455                  *
5456                  * We divide each leaf into chunks of size
5457                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5458                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5459                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5460                  * The error injection ranges are separated by ranges
5461                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5462                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5463                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5464                  * a target in two different injection ranges (on different
5465                  * leaf vdevs).
5466                  *
5467                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5468                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5469                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5470                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5471                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5472                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5473                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5474                  */
5475                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5476                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5477                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5478
5479                 /*
5480                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5481                  *
5482                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5483                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5484                  * because we also damage (parts of) the other side of
5485                  * the mirror/raidz.
5486                  *
5487                  * Additionally, we will always have both an even and an
5488                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5489                  * middle of vdev_config_sync().
5490                  */
5491                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5492                         continue;
5493
5494                 /*
5495                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5496                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5497                  * sizeof (vdev_label_t).
5498                  */
5499                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5500                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5501                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5502                         continue;
5503
5504                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5505                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5506                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5507                         (void) close(fd);
5508                         goto out;
5509                 }
5510
5511                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5512                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5513                             offset, pathrand);
5514
5515                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5516
5517                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5518                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5519                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5520         }
5521
5522         (void) close(fd);
5523 out:
5524         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5525         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5526 }
5527
5528 /*
5529  * Verify that DDT repair works as expected.
5530  */
5531 void
5532 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5533 {
5534         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5535         spa_t *spa = ztest_spa;
5536         objset_t *os = zd->zd_os;
5537         ztest_od_t *od;
5538         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5539         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5540         dmu_buf_t *db;
5541         dmu_tx_t *tx;
5542         abd_t *abd;
5543         blkptr_t blk;
5544         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5545         int i;
5546
5547         blocksize = ztest_random_blocksize();
5548         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5549
5550         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5551         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5552
5553         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5554                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5555                 return;
5556         }
5557
5558         /*
5559          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5560          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5561          */
5562         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5563
5564         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5565             B_FALSE) != 0 ||
5566             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5567             B_FALSE) != 0) {
5568                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5569                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5570                 return;
5571         }
5572
5573         dmu_objset_stats_t dds;
5574         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5575         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5576         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5577
5578         object = od[0].od_object;
5579         blocksize = od[0].od_blocksize;
5580         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5581
5582         ASSERT(object != 0);
5583
5584         tx = dmu_tx_create(os);
5585         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5586         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5587         if (txg == 0) {
5588                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5589                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5590                 return;
5591         }
5592
5593         /*
5594          * Write all the copies of our block.
5595          */
5596         for (i = 0; i < copies; i++) {
5597                 uint64_t offset = i * blocksize;
5598                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5599                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5600                 if (error != 0) {
5601                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5602                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5603                 }
5604                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5605                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5606                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5607                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5608                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5609                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5610                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5611         }
5612
5613         dmu_tx_commit(tx);
5614         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5615
5616         /*
5617          * Find out what block we got.
5618          */
5619         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5620             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5621         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5622         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5623
5624         /*
5625          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5626          */
5627         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5628         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5629         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5630
5631         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5632             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5633             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5634
5635         abd_free(abd);
5636
5637         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5638         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5639 }
5640
5641 /*
5642  * Scrub the pool.
5643  */
5644 /* ARGSUSED */
5645 void
5646 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5647 {
5648         spa_t *spa = ztest_spa;
5649
5650         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5651         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5652         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5653 }
5654
5655 /*
5656  * Change the guid for the pool.
5657  */
5658 /* ARGSUSED */
5659 void
5660 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5661 {
5662         spa_t *spa = ztest_spa;
5663         uint64_t orig, load;
5664         int error;
5665
5666         orig = spa_guid(spa);
5667         load = spa_load_guid(spa);
5668
5669         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5670         error = spa_change_guid(spa);
5671         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5672
5673         if (error != 0)
5674                 return;
5675
5676         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5677                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5678                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5679         }
5680
5681         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5682         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5683 }
5684
5685 /*
5686  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5687  */
5688 /* ARGSUSED */
5689 void
5690 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5691 {
5692         char *oldname, *newname;
5693         spa_t *spa;
5694
5695         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
5696                 return;
5697
5698         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5699
5700         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5701         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5702         (void) strcpy(newname, oldname);
5703         (void) strcat(newname, "_tmp");
5704
5705         /*
5706          * Do the rename
5707          */
5708         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5709
5710         /*
5711          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5712          */
5713         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5714
5715         /*
5716          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5717          */
5718         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5719
5720         ASSERT(spa == ztest_spa);
5721         spa_close(spa, FTAG);
5722
5723         /*
5724          * Rename it back to the original
5725          */
5726         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5727
5728         /*
5729          * Make sure it can still be opened
5730          */
5731         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5732
5733         ASSERT(spa == ztest_spa);
5734         spa_close(spa, FTAG);
5735
5736         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5737
5738         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5739 }
5740
5741 void
5742 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5743 {
5744         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5745
5746         while (gethrtime() <= end) {
5747                 int run_count = 100;
5748                 void *buf;
5749                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
5750                 uint32_t size;
5751                 int *ptr;
5752                 int i;
5753                 zio_cksum_t zc_ref;
5754                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
5755
5756                 size = ztest_random_blocksize();
5757
5758                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5759                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
5760                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
5761
5762                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5763                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5764
5765                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
5766                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
5767
5768                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5769                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5770                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
5771
5772                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5773                 while (run_count-- > 0) {
5774                         zio_cksum_t zc;
5775                         zio_cksum_t zc_byteswap;
5776
5777                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
5778                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
5779
5780                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5781                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5782                             sizeof (zc_byteswap)));
5783
5784                         /* Test ABD - data */
5785                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
5786                             &zc_byteswap);
5787                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
5788
5789                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5790                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5791                             sizeof (zc_byteswap)));
5792
5793                         /* Test ABD - metadata */
5794                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
5795                             &zc_byteswap);
5796                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
5797
5798                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5799                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5800                             sizeof (zc_byteswap)));
5801
5802                 }
5803
5804                 umem_free(buf, size);
5805                 abd_free(abd_data);
5806                 abd_free(abd_meta);
5807         }
5808 }
5809
5810 void
5811 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5812 {
5813         void *buf;
5814         size_t size;
5815         int *ptr;
5816         int i;
5817         zio_cksum_t zc_ref;
5818         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
5819
5820         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5821
5822         while (gethrtime() <= end) {
5823                 int run_count = 100;
5824
5825                 size = ztest_random_blocksize();
5826                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5827
5828                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5829                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5830
5831                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5832                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5833                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
5834
5835                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5836
5837                 while (run_count-- > 0) {
5838                         zio_cksum_t zc;
5839                         zio_cksum_t zc_bswap;
5840                         size_t pos = 0;
5841
5842                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5843                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5844
5845                         while (pos < size) {
5846                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
5847                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
5848                                 if (ztest_random(100) < 10)
5849                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
5850                                             sizeof (uint32_t));
5851
5852                                 if (inc > (size - pos))
5853                                         inc = size - pos;
5854
5855                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
5856                                     &zc);
5857                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
5858                                     &zc_bswap);
5859
5860                                 pos += inc;
5861                         }
5862
5863                         VERIFY3U(pos, ==, size);
5864
5865                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5866                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5867
5868                         /*
5869                          * verify if incremental on the whole buffer is
5870                          * equivalent to non-incremental version
5871                          */
5872                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5873                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5874
5875                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
5876                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
5877
5878                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5879                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5880                 }
5881
5882                 umem_free(buf, size);
5883         }
5884 }
5885
5886 static int
5887 ztest_check_path(char *path)
5888 {
5889         struct stat s;
5890         /* return true on success */
5891         return (!stat(path, &s));
5892 }
5893
5894 static void
5895 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
5896 {
5897         char *zdb_path;
5898         /*
5899          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
5900          * let popen to search through PATH.
5901          */
5902         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
5903                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
5904                 if (!ztest_check_path(bin)) {
5905                         ztest_dump_core = 0;
5906                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
5907                 }
5908                 return;
5909         }
5910
5911         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5912         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
5913                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5914                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5915                 if (ztest_check_path(bin))
5916                         return;
5917         }
5918         strcpy(bin, "zdb");
5919 }
5920
5921 /*
5922  * Verify pool integrity by running zdb.
5923  */
5924 static void
5925 ztest_run_zdb(char *pool)
5926 {
5927         int status;
5928         char *bin;
5929         char *zdb;
5930         char *zbuf;
5931         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
5932         FILE *fp;
5933
5934         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5935         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5936         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5937
5938         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
5939
5940         (void) sprintf(zdb,
5941             "%s -bcc%s%s -G -d -U %s %s",
5942             bin,
5943             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5944             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5945             spa_config_path,
5946             pool);
5947
5948         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5949                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5950
5951         fp = popen(zdb, "r");
5952
5953         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5954                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5955                         (void) printf("%s", zbuf);
5956
5957         status = pclose(fp);
5958
5959         if (status == 0)
5960                 goto out;
5961
5962         ztest_dump_core = 0;
5963         if (WIFEXITED(status))
5964                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5965         else
5966                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5967 out:
5968         umem_free(bin, len);
5969         umem_free(zdb, len);
5970         umem_free(zbuf, 1024);
5971 }
5972
5973 static void
5974 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5975 {
5976         spa_t *spa = NULL;
5977
5978         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5979                 (void) printf("%s\n", header);
5980
5981         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5982         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5983                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5984                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5985         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5986 }
5987
5988 static void
5989 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5990 {
5991         nvlist_t *config, *newconfig;
5992         uint64_t pool_guid;
5993         spa_t *spa;
5994         int error;
5995
5996         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5997                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5998                     oldname, newname);
5999         }
6000
6001         /*
6002          * Clean up from previous runs.
6003          */
6004         (void) spa_destroy(newname);
6005
6006         /*
6007          * Get the pool's configuration and guid.
6008          */
6009         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6010
6011         /*
6012          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
6013          */
6014         if (ztest_random(2) == 0)
6015                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6016
6017         pool_guid = spa_guid(spa);
6018         spa_close(spa, FTAG);
6019
6020         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
6021
6022         /*
6023          * Export it.
6024          */
6025         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
6026
6027         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
6028
6029         /*
6030          * Try to import it.
6031          */
6032         newconfig = spa_tryimport(config);
6033         ASSERT(newconfig != NULL);
6034         nvlist_free(newconfig);
6035
6036         /*
6037          * Import it under the new name.
6038          */
6039         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
6040         if (error != 0) {
6041                 dump_nvlist(config, 0);
6042                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
6043                     oldname, newname, error);
6044         }
6045
6046         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
6047
6048         /*
6049          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
6050          */
6051         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
6052
6053         /*
6054          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
6055          */
6056         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
6057
6058         /*
6059          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
6060          */
6061         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6062
6063         /*
6064          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
6065          */
6066         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6067         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6068         spa_close(spa, FTAG);
6069
6070         nvlist_free(config);
6071 }
6072
6073 static void
6074 ztest_resume(spa_t *spa)
6075 {
6076         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6077                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6078         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6079         vdev_clear(spa, NULL);
6080         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6081         (void) zio_resume(spa);
6082 }
6083
6084 static void *
6085 ztest_resume_thread(void *arg)
6086 {
6087         spa_t *spa = arg;
6088
6089         while (!ztest_exiting) {
6090                 if (spa_suspended(spa))
6091                         ztest_resume(spa);
6092                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6093
6094                 /*
6095                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6096                  */
6097                 if (ztest_random(10) == 0)
6098                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6099
6100                 /*
6101                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6102                  */
6103                 if (ztest_random(10) == 0)
6104                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6105         }
6106
6107         thread_exit();
6108
6109         return (NULL);
6110 }
6111
6112 #define GRACE   300
6113
6114 #if 0
6115 static void
6116 ztest_deadman_alarm(int sig)
6117 {
6118         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
6119 }
6120 #endif
6121
6122 static void
6123 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6124 {
6125         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6126         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6127         hrtime_t functime = gethrtime();
6128         int i;
6129
6130         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6131                 zi->zi_func(zd, id);
6132
6133         functime = gethrtime() - functime;
6134
6135         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6136         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6137
6138         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6139                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6140                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6141 }
6142
6143 static void *
6144 ztest_thread(void *arg)
6145 {
6146         int rand;
6147         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6148         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6149         uint64_t call_next;
6150         hrtime_t now;
6151         ztest_info_t *zi;
6152         ztest_shared_callstate_t *zc;
6153
6154         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6155                 /*
6156                  * See if it's time to force a crash.
6157                  */
6158                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6159                         ztest_kill(zs);
6160
6161                 /*
6162                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6163                  */
6164                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6165                         break;
6166
6167                 /*
6168                  * Pick a random function to execute.
6169                  */
6170                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6171                 zi = &ztest_info[rand];
6172                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6173                 call_next = zc->zc_next;
6174
6175                 if (now >= call_next &&
6176                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6177                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6178                         ztest_execute(rand, zi, id);
6179                 }
6180         }
6181
6182         thread_exit();
6183
6184         return (NULL);
6185 }
6186
6187 static void
6188 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6189 {
6190         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6191 }
6192
6193 static void
6194 ztest_dataset_destroy(int d)
6195 {
6196         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6197         int t;
6198
6199         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6200
6201         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6202                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6203
6204         /*
6205          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6206          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6207          * so there may be more than one thing to clean up.
6208          */
6209         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6210             t += ztest_opts.zo_datasets)
6211                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6212
6213         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6214             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6215 }
6216
6217 static void
6218 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6219 {
6220         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6221
6222         /*
6223          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6224          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6225          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6226          * If not, we have an object leak.
6227          *
6228          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6229          * when the open-context and syncing-context values agree.
6230          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6231          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6232          */
6233         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6234         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6235         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6236 }
6237
6238 static int
6239 ztest_dataset_open(int d)
6240 {
6241         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6242         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6243         objset_t *os;
6244         zilog_t *zilog;
6245         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6246         int error;
6247
6248         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6249
6250         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
6251
6252         error = ztest_dataset_create(name);
6253         if (error == ENOSPC) {
6254                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6255                 ztest_record_enospc(FTAG);
6256                 return (error);
6257         }
6258         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6259
6260         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
6261         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6262
6263         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6264
6265         zilog = zd->zd_zilog;
6266
6267         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6268             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6269                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6270                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6271
6272         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6273
6274         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6275
6276         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6277
6278         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6279                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6280                     zd->zd_name,
6281                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6282                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6283                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6284
6285         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6286
6287         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6288             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6289                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6290                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6291
6292         return (0);
6293 }
6294
6295 static void
6296 ztest_dataset_close(int d)
6297 {
6298         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6299
6300         zil_close(zd->zd_zilog);
6301         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
6302
6303         ztest_zd_fini(zd);
6304 }
6305
6306 /*
6307  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6308  */
6309 static void
6310 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6311 {
6312         kt_did_t *tid;
6313         spa_t *spa;
6314         objset_t *os;
6315         kthread_t *resume_thread;
6316         uint64_t object;
6317         int error;
6318         int t, d;
6319
6320         ztest_exiting = B_FALSE;
6321
6322         /*
6323          * Initialize parent/child shared state.
6324          */
6325         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6326         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6327
6328         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6329         zs->zs_thread_stop =
6330             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6331         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6332         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6333         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6334                 zs->zs_thread_kill -=
6335                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6336         }
6337
6338         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6339
6340         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6341             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6342
6343         /*
6344          * Open our pool.
6345          */
6346         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6347         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6348         spa->spa_debug = B_TRUE;
6349         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6350         ztest_spa = spa;
6351
6352         dmu_objset_stats_t dds;
6353         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6354             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6355         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6356         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6357         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6358         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6359         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6360
6361         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6362
6363         /*
6364          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6365          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6366          * the only valid replica.
6367          */
6368         if (MAXFAULTS() == 0)
6369                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6370         else
6371                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6372
6373         /*
6374          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6375          */
6376         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6377             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6378             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
6379
6380 #if 0
6381         /*
6382          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
6383          */
6384         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
6385         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
6386 #endif
6387
6388         /*
6389          * Verify that we can safely inquire about about any object,
6390          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6391          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6392          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6393          */
6394         for (t = 0; t < 64; t++) {
6395                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6396                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6397                             (1ULL << t) + d, NULL);
6398                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6399                             error == EINVAL);
6400                 }
6401         }
6402
6403         /*
6404          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6405          */
6406         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6407                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6408                 ztest_dataset_destroy(d);
6409         }
6410         zs->zs_enospc_count = 0;
6411
6412         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
6413             UMEM_NOFAIL);
6414
6415         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6416                 (void) printf("starting main threads...\n");
6417
6418         /*
6419          * Kick off all the tests that run in parallel.
6420          */
6421         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6422                 kthread_t *thread;
6423
6424                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6425                     ztest_dataset_open(t) != 0) {
6426                         umem_free(tid,
6427                             ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6428                         return;
6429                 }
6430
6431                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6432                     (thread_func_t)ztest_thread,
6433                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6434                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
6435                 tid[t] = thread->t_tid;
6436         }
6437
6438         /*
6439          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6440          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6441          */
6442         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6443                 thread_join(tid[t]);
6444                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6445                         ztest_dataset_close(t);
6446         }
6447
6448         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6449
6450         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6451         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6452
6453         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6454
6455         /* Kill the resume thread */
6456         ztest_exiting = B_TRUE;
6457         thread_join(resume_thread->t_tid);
6458         ztest_resume(spa);
6459
6460         /*
6461          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6462          * spa_close() should wait for it to complete.
6463          */
6464         for (object = 1; object < 50; object++) {
6465                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6466                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6467         }
6468
6469         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
6470         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
6471                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
6472
6473         spa_close(spa, FTAG);
6474
6475         /*
6476          * Verify that we can loop over all pools.
6477          */
6478         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6479         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6480                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6481                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6482         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6483
6484         /*
6485          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6486          * different name.
6487          */
6488         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
6489                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6490                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6491                     ztest_opts.zo_pool);
6492                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6493                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6494         }
6495
6496         kernel_fini();
6497
6498         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6499         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6500         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6501         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6502 }
6503
6504 static void
6505 ztest_freeze(void)
6506 {
6507         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6508         spa_t *spa;
6509         int numloops = 0;
6510
6511         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6512                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6513
6514         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6515         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6516         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6517         spa->spa_debug = B_TRUE;
6518         ztest_spa = spa;
6519
6520         /*
6521          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6522          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6523          * the log chain won't be anchored.
6524          */
6525         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6526                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6527                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6528         }
6529
6530         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6531
6532         /*
6533          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6534          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6535          */
6536         spa_freeze(spa);
6537
6538         /*
6539          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6540          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6541          * capacity.
6542          */
6543         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6544
6545         /*
6546          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6547          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6548          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6549          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6550          * The ZIL should be OK with that.
6551          *
6552          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6553          * not run out of space on the pool.
6554          */
6555         while (ztest_random(10) != 0 &&
6556             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6557             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6558                 ztest_od_t od;
6559                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6560                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6561                 ztest_io(zd, od.od_object,
6562                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6563                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6564         }
6565
6566         /*
6567          * Commit all of the changes we just generated.
6568          */
6569         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6570         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6571
6572         /*
6573          * Close our dataset and close the pool.
6574          */
6575         ztest_dataset_close(0);
6576         spa_close(spa, FTAG);
6577         kernel_fini();
6578
6579         /*
6580          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6581          */
6582         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6583         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6584         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6585         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6586         ztest_dataset_close(0);
6587
6588         spa->spa_debug = B_TRUE;
6589         ztest_spa = spa;
6590         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6591         ztest_reguid(NULL, 0);
6592
6593         spa_close(spa, FTAG);
6594         kernel_fini();
6595 }
6596
6597 void
6598 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6599 {
6600         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6601         hrtime_t m = s / 60;
6602         hrtime_t h = m / 60;
6603         hrtime_t d = h / 24;
6604
6605         s -= m * 60;
6606         m -= h * 60;
6607         h -= d * 24;
6608
6609         timebuf[0] = '\0';
6610
6611         if (d)
6612                 (void) sprintf(timebuf,
6613                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6614         else if (h)
6615                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6616         else if (m)
6617                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6618         else
6619                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6620 }
6621
6622 static nvlist_t *
6623 make_random_props(void)
6624 {
6625         nvlist_t *props;
6626
6627         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6628         if (ztest_random(2) == 0)
6629                 return (props);
6630         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6631
6632         return (props);
6633 }
6634
6635 /*
6636  * Import a storage pool with the given name.
6637  */
6638 static void
6639 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
6640 {
6641         libzfs_handle_t *hdl;
6642         importargs_t args = { 0 };
6643         spa_t *spa;
6644         nvlist_t *cfg = NULL;
6645         int nsearch = 1;
6646         char *searchdirs[nsearch];
6647         char *name = ztest_opts.zo_pool;
6648         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
6649         int error;
6650
6651         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6652         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6653
6654         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6655         hdl = libzfs_init();
6656
6657         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
6658         args.paths = nsearch;
6659         args.path = searchdirs;
6660         args.can_be_active = B_FALSE;
6661
6662         error = zpool_tryimport(hdl, name, &cfg, &args);
6663         if (error)
6664                 (void) fatal(0, "No pools found\n");
6665
6666         VERIFY0(spa_import(name, cfg, NULL, flags));
6667         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
6668         zs->zs_metaslab_sz =
6669             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6670         spa_close(spa, FTAG);
6671
6672         libzfs_fini(hdl);
6673         kernel_fini();
6674
6675         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6676                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6677                 ztest_freeze();
6678                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6679         }
6680
6681         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6682         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6683 }
6684
6685 /*
6686  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6687  * Then test spa_freeze() functionality.
6688  */
6689 static void
6690 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6691 {
6692         spa_t *spa;
6693         nvlist_t *nvroot, *props;
6694         int i;
6695
6696         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6697         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6698
6699         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6700
6701         /*
6702          * Create the storage pool.
6703          */
6704         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6705         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6706         zs->zs_splits = 0;
6707         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6708         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6709             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6710         props = make_random_props();
6711         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6712                 char *buf;
6713                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6714                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6715                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6716                 free(buf);
6717         }
6718         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6719         nvlist_free(nvroot);
6720         nvlist_free(props);
6721
6722         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6723         zs->zs_metaslab_sz =
6724             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6725         spa_close(spa, FTAG);
6726
6727         kernel_fini();
6728
6729         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6730                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6731                 ztest_freeze();
6732                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6733         }
6734
6735         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6736         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6737 }
6738
6739 static void
6740 setup_data_fd(void)
6741 {
6742         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6743
6744         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6745         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6746         (void) unlink(ztest_name_data);
6747 }
6748
6749 static int
6750 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6751 {
6752         int size;
6753
6754         size = hdr->zh_hdr_size;
6755         size += hdr->zh_opts_size;
6756         size += hdr->zh_size;
6757         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6758         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6759
6760         return (size);
6761 }
6762
6763 static void
6764 setup_hdr(void)
6765 {
6766         int size;
6767         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6768
6769         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6770             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6771         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6772
6773         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6774
6775         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6776         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6777         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6778         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6779         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6780         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6781         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6782
6783         size = shared_data_size(hdr);
6784         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6785
6786         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6787 }
6788
6789 static void
6790 setup_data(void)
6791 {
6792         int size, offset;
6793         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6794         uint8_t *buf;
6795
6796         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6797             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6798         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6799
6800         size = shared_data_size(hdr);
6801
6802         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6803         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6804             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6805         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6806         buf = (uint8_t *)hdr;
6807
6808         offset = hdr->zh_hdr_size;
6809         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6810         offset += hdr->zh_opts_size;
6811         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6812         offset += hdr->zh_size;
6813         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6814         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6815         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6816 }
6817
6818 static boolean_t
6819 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6820 {
6821         pid_t pid;
6822         int status;
6823         char *cmdbuf = NULL;
6824
6825         pid = fork();
6826
6827         if (cmd == NULL) {
6828                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6829                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6830                 cmd = cmdbuf;
6831         }
6832
6833         if (pid == -1)
6834                 fatal(1, "fork failed");
6835
6836         if (pid == 0) { /* child */
6837                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6838                 char fd_data_str[12];
6839
6840                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6841                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6842
6843                 (void) close(ztest_fd_rand);
6844                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6845                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6846
6847                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6848                 if (libpath != NULL)
6849                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6850                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6851                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6852                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6853         }
6854
6855         if (cmdbuf != NULL) {
6856                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6857                 cmd = NULL;
6858         }
6859
6860         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6861                 continue;
6862         if (statusp != NULL)
6863                 *statusp = status;
6864
6865         if (WIFEXITED(status)) {
6866                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6867                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6868                             WEXITSTATUS(status));
6869                         exit(2);
6870                 }
6871                 return (B_FALSE);
6872         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6873                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6874                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6875                             WTERMSIG(status));
6876                         exit(3);
6877                 }
6878                 return (B_TRUE);
6879         } else {
6880                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6881                 exit(4);
6882                 /* NOTREACHED */
6883         }
6884 }
6885
6886 static void
6887 ztest_run_init(void)
6888 {
6889         int i;
6890
6891         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6892
6893         /*
6894          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6895          */
6896         (void) remove(spa_config_path);
6897
6898         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
6899                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
6900                         (void) printf("Importing pool %s\n",
6901                             ztest_opts.zo_pool);
6902                 ztest_import(zs);
6903                 return;
6904         }
6905
6906         /*
6907          * Create and initialize our storage pool.
6908          */
6909         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6910                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6911                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6912                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6913                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6914                 }
6915                 ztest_init(zs);
6916         }
6917 }
6918
6919 int
6920 main(int argc, char **argv)
6921 {
6922         int kills = 0;
6923         int iters = 0;
6924         int older = 0;
6925         int newer = 0;
6926         ztest_shared_t *zs;
6927         ztest_info_t *zi;
6928         ztest_shared_callstate_t *zc;
6929         char timebuf[100];
6930         char numbuf[6];
6931         spa_t *spa;
6932         char *cmd;
6933         boolean_t hasalt;
6934         int f;
6935         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6936         struct sigaction action;
6937
6938         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6939
6940         dprintf_setup(&argc, argv);
6941
6942         action.sa_handler = sig_handler;
6943         sigemptyset(&action.sa_mask);
6944         action.sa_flags = 0;
6945
6946         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6947                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6948                     strerror(errno));
6949                 exit(EXIT_FAILURE);
6950         }
6951
6952         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6953                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6954                     strerror(errno));
6955                 exit(EXIT_FAILURE);
6956         }
6957
6958         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6959         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6960
6961         if (!fd_data_str) {
6962                 process_options(argc, argv);
6963
6964                 setup_data_fd();
6965                 setup_hdr();
6966                 setup_data();
6967                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6968                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6969         } else {
6970                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6971                 setup_data();
6972                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6973         }
6974         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6975
6976         /* Override location of zpool.cache */
6977         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6978             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6979
6980         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6981             UMEM_NOFAIL);
6982         zs = ztest_shared;
6983
6984         if (fd_data_str) {
6985                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6986                 metaslab_df_alloc_threshold =
6987                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6988
6989                 if (zs->zs_do_init)
6990                         ztest_run_init();
6991                 else
6992                         ztest_run(zs);
6993                 exit(0);
6994         }
6995
6996         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6997
6998         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6999                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
7000                     " %llu seconds...\n",
7001                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
7002                     ztest_opts.zo_datasets,
7003                     ztest_opts.zo_threads,
7004                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
7005         }
7006
7007         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
7008         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
7009
7010         zs->zs_do_init = B_TRUE;
7011         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
7012                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7013                         (void) printf("Executing older ztest for "
7014                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
7015                 }
7016                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7017                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
7018         } else {
7019                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
7020         }
7021         zs->zs_do_init = B_FALSE;
7022
7023         zs->zs_proc_start = gethrtime();
7024         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
7025
7026         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7027                 zi = &ztest_info[f];
7028                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7029                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
7030                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
7031                 else
7032                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
7033                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
7034         }
7035
7036         /*
7037          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
7038          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
7039          * to verify that we never lose on-disk consistency.
7040          */
7041         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
7042                 int status;
7043                 boolean_t killed;
7044
7045                 /*
7046                  * Initialize the workload counters for each function.
7047                  */
7048                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7049                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7050                         zc->zc_count = 0;
7051                         zc->zc_time = 0;
7052                 }
7053
7054                 /* Set the allocation switch size */
7055                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
7056                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
7057
7058                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
7059                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7060                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
7061                                     cmd);
7062                         }
7063                         newer++;
7064                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
7065                 } else {
7066                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7067                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
7068                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
7069                         }
7070                         older++;
7071                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7072                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
7073                 }
7074
7075                 if (killed)
7076                         kills++;
7077                 iters++;
7078
7079                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7080                         hrtime_t now = gethrtime();
7081
7082                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
7083                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
7084                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
7085
7086                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
7087                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
7088                             iters,
7089                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
7090                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
7091                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
7092                             numbuf,
7093                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
7094                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
7095                 }
7096
7097                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
7098                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
7099                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7100                             "Calls", "Time", "Function");
7101                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7102                             "-----", "----", "--------");
7103                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7104                                 zi = &ztest_info[f];
7105                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7106                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
7107                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
7108                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
7109                                     zi->zi_funcname);
7110                         }
7111                         (void) printf("\n");
7112                 }
7113
7114                 /*
7115                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
7116                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
7117                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
7118                  */
7119                 kernel_init(FREAD);
7120                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
7121                         spa_close(spa, FTAG);
7122                 } else {
7123                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7124                         kernel_fini();
7125                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7126                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
7127                             ztest_opts.zo_pool);
7128                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
7129                 }
7130                 kernel_fini();
7131
7132                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
7133                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7134         }
7135
7136         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7137                 if (hasalt) {
7138                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7139                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7140                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7141                             cmd);
7142                 }
7143                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7144                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7145         }
7146
7147         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7148
7149         return (0);
7150 }