]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - cmd/ztest/ztest.c
Illumos 4958 zdb trips assert on pools with ashift >= 0xe
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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, 2014 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/vdev_impl.h>
105 #include <sys/vdev_file.h>
106 #include <sys/spa_impl.h>
107 #include <sys/metaslab_impl.h>
108 #include <sys/dsl_prop.h>
109 #include <sys/dsl_dataset.h>
110 #include <sys/dsl_destroy.h>
111 #include <sys/dsl_scan.h>
112 #include <sys/zio_checksum.h>
113 #include <sys/refcount.h>
114 #include <sys/zfeature.h>
115 #include <sys/dsl_userhold.h>
116 #include <stdio.h>
117 #include <stdio_ext.h>
118 #include <stdlib.h>
119 #include <unistd.h>
120 #include <signal.h>
121 #include <umem.h>
122 #include <dlfcn.h>
123 #include <ctype.h>
124 #include <math.h>
125 #include <sys/fs/zfs.h>
126 #include <libnvpair.h>
127 #ifdef __GNUC__
128 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
129 #endif
130
131 static int ztest_fd_data = -1;
132 static int ztest_fd_rand = -1;
133
134 typedef struct ztest_shared_hdr {
135         uint64_t        zh_hdr_size;
136         uint64_t        zh_opts_size;
137         uint64_t        zh_size;
138         uint64_t        zh_stats_size;
139         uint64_t        zh_stats_count;
140         uint64_t        zh_ds_size;
141         uint64_t        zh_ds_count;
142 } ztest_shared_hdr_t;
143
144 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
145
146 typedef struct ztest_shared_opts {
147         char zo_pool[MAXNAMELEN];
148         char zo_dir[MAXNAMELEN];
149         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
150         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
151         uint64_t zo_vdevs;
152         uint64_t zo_vdevtime;
153         size_t zo_vdev_size;
154         int zo_ashift;
155         int zo_mirrors;
156         int zo_raidz;
157         int zo_raidz_parity;
158         int zo_datasets;
159         int zo_threads;
160         uint64_t zo_passtime;
161         uint64_t zo_killrate;
162         int zo_verbose;
163         int zo_init;
164         uint64_t zo_time;
165         uint64_t zo_maxloops;
166         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
167 } ztest_shared_opts_t;
168
169 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
170         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
171         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
172         .zo_alt_ztest = { '\0' },
173         .zo_alt_libpath = { '\0' },
174         .zo_vdevs = 5,
175         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
176         .zo_mirrors = 2,
177         .zo_raidz = 4,
178         .zo_raidz_parity = 1,
179         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE,
180         .zo_datasets = 7,
181         .zo_threads = 23,
182         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
183         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
184         .zo_verbose = 0,
185         .zo_init = 1,
186         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
187         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
188         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
189 };
190
191 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
192 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
193 extern int metaslab_preload_limit;
194
195 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
196 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
197
198 typedef struct ztest_shared_ds {
199         uint64_t        zd_seq;
200 } ztest_shared_ds_t;
201
202 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
203 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
204
205 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
206 #define MAXFAULTS() \
207         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
208
209 enum ztest_io_type {
210         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
211         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
212         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
213         ZTEST_IO_TRUNCATE,
214         ZTEST_IO_SETATTR,
215         ZTEST_IO_REWRITE,
216         ZTEST_IO_TYPES
217 };
218
219 typedef struct ztest_block_tag {
220         uint64_t        bt_magic;
221         uint64_t        bt_objset;
222         uint64_t        bt_object;
223         uint64_t        bt_offset;
224         uint64_t        bt_gen;
225         uint64_t        bt_txg;
226         uint64_t        bt_crtxg;
227 } ztest_block_tag_t;
228
229 typedef struct bufwad {
230         uint64_t        bw_index;
231         uint64_t        bw_txg;
232         uint64_t        bw_data;
233 } bufwad_t;
234
235 /*
236  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
237  */
238 typedef enum {
239         RL_READER,
240         RL_WRITER,
241         RL_APPEND
242 } rl_type_t;
243
244 typedef struct rll {
245         void            *rll_writer;
246         int             rll_readers;
247         kmutex_t        rll_lock;
248         kcondvar_t      rll_cv;
249 } rll_t;
250
251 typedef struct rl {
252         uint64_t        rl_object;
253         uint64_t        rl_offset;
254         uint64_t        rl_size;
255         rll_t           *rl_lock;
256 } rl_t;
257
258 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
259 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
260
261 /*
262  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
263  */
264 typedef struct ztest_od {
265         uint64_t        od_dir;
266         uint64_t        od_object;
267         dmu_object_type_t od_type;
268         dmu_object_type_t od_crtype;
269         uint64_t        od_blocksize;
270         uint64_t        od_crblocksize;
271         uint64_t        od_gen;
272         uint64_t        od_crgen;
273         char            od_name[MAXNAMELEN];
274 } ztest_od_t;
275
276 /*
277  * Per-dataset state.
278  */
279 typedef struct ztest_ds {
280         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
281         objset_t        *zd_os;
282         rwlock_t        zd_zilog_lock;
283         zilog_t         *zd_zilog;
284         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
285         char            zd_name[MAXNAMELEN];
286         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
287         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
288         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
289 } ztest_ds_t;
290
291 /*
292  * Per-iteration state.
293  */
294 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
295
296 typedef struct ztest_info {
297         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
298         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
299         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
300 } ztest_info_t;
301
302 typedef struct ztest_shared_callstate {
303         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
304         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
305         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
306 } ztest_shared_callstate_t;
307
308 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
309 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
310
311 /*
312  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
313  */
314 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
315 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
316 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
317 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
318 ztest_func_t ztest_zap;
319 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
320 ztest_func_t ztest_zil_commit;
321 ztest_func_t ztest_zil_remount;
322 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
323 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
324 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
325 ztest_func_t ztest_fzap;
326 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
327 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
328 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
329 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
330 ztest_func_t ztest_fault_inject;
331 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
332 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
333 ztest_func_t ztest_spa_rename;
334 ztest_func_t ztest_scrub;
335 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
336 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
337 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
338 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
339 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
340 ztest_func_t ztest_split_pool;
341 ztest_func_t ztest_reguid;
342 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
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 ztest_info_t ztest_info[] = {
351         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
352         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
353         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
354         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
355         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
356         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
357         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
358         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
359         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
360         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
361         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
362         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
363         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
364 #if 0
365         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
366 #endif
367         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
368         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
369         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
370         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
371         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
372         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
373         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
374         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
375         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
376         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
377         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
378         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
379         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
380         { ztest_vdev_add_remove,                1,
381             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
382         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
383             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
384 };
385
386 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
387
388 /*
389  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
390  * The callbacks are ordered by txg number.
391  */
392 typedef struct ztest_cb_list {
393         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
394         list_t          zcl_callbacks;
395 } ztest_cb_list_t;
396
397 /*
398  * Stuff we need to share writably between parent and child.
399  */
400 typedef struct ztest_shared {
401         boolean_t       zs_do_init;
402         hrtime_t        zs_proc_start;
403         hrtime_t        zs_proc_stop;
404         hrtime_t        zs_thread_start;
405         hrtime_t        zs_thread_stop;
406         hrtime_t        zs_thread_kill;
407         uint64_t        zs_enospc_count;
408         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
409         uint64_t        zs_vdev_aux;
410         uint64_t        zs_alloc;
411         uint64_t        zs_space;
412         uint64_t        zs_splits;
413         uint64_t        zs_mirrors;
414         uint64_t        zs_metaslab_sz;
415         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
416         uint64_t        zs_guid;
417 } ztest_shared_t;
418
419 #define ID_PARALLEL     -1ULL
420
421 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
422 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
423 ztest_shared_t *ztest_shared;
424
425 static spa_t *ztest_spa = NULL;
426 static ztest_ds_t *ztest_ds;
427
428 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
429
430 /*
431  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
432  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
433  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
434  * namespace does not change while the lock is held.
435  */
436 static rwlock_t ztest_name_lock;
437
438 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
439 static boolean_t ztest_exiting;
440
441 /* Global commit callback list */
442 static ztest_cb_list_t zcl;
443 /* Commit cb delay */
444 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
445 static int zc_cb_counter = 0;
446
447 /*
448  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
449  * whether the minimum txg delay is acceptable.
450  */
451 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
452
453 /*
454  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
455  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
456  * implementation bug.
457  */
458 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
459
460 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
461 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
462
463 enum ztest_object {
464         ZTEST_META_DNODE = 0,
465         ZTEST_DIROBJ,
466         ZTEST_OBJECTS
467 };
468
469 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
470
471 /*
472  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
473  * debugging facilities.
474  */
475 const char *
476 _umem_debug_init(void)
477 {
478         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
479 }
480
481 const char *
482 _umem_logging_init(void)
483 {
484         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
485 }
486
487 #define BACKTRACE_SZ    100
488
489 static void sig_handler(int signo)
490 {
491         struct sigaction action;
492 #ifdef __GNUC__ /* backtrace() is a GNU extension */
493         int nptrs;
494         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
495
496         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
497         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
498 #endif
499
500         /*
501          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
502          * SIGABRT can trigger a core dump.
503          */
504         action.sa_handler = SIG_DFL;
505         sigemptyset(&action.sa_mask);
506         action.sa_flags = 0;
507         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
508         raise(signo);
509 }
510
511 #define FATAL_MSG_SZ    1024
512
513 char *fatal_msg;
514
515 static void
516 fatal(int do_perror, char *message, ...)
517 {
518         va_list args;
519         int save_errno = errno;
520         char *buf;
521
522         (void) fflush(stdout);
523         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
524
525         va_start(args, message);
526         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
527         /* LINTED */
528         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
529         va_end(args);
530         if (do_perror) {
531                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
532                     ": %s", strerror(save_errno));
533         }
534         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
535         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
536         if (ztest_dump_core)
537                 abort();
538         exit(3);
539 }
540
541 static int
542 str2shift(const char *buf)
543 {
544         const char *ends = "BKMGTPEZ";
545         int i;
546
547         if (buf[0] == '\0')
548                 return (0);
549         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
550                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
551                         break;
552         }
553         if (i == strlen(ends)) {
554                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
555                     buf);
556                 usage(B_FALSE);
557         }
558         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
559                 return (10*i);
560         }
561         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
562         usage(B_FALSE);
563         /* NOTREACHED */
564 }
565
566 static uint64_t
567 nicenumtoull(const char *buf)
568 {
569         char *end;
570         uint64_t val;
571
572         val = strtoull(buf, &end, 0);
573         if (end == buf) {
574                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
575                 usage(B_FALSE);
576         } else if (end[0] == '.') {
577                 double fval = strtod(buf, &end);
578                 fval *= pow(2, str2shift(end));
579                 if (fval > UINT64_MAX) {
580                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
581                             buf);
582                         usage(B_FALSE);
583                 }
584                 val = (uint64_t)fval;
585         } else {
586                 int shift = str2shift(end);
587                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
588                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
589                             buf);
590                         usage(B_FALSE);
591                 }
592                 val <<= shift;
593         }
594         return (val);
595 }
596
597 static void
598 usage(boolean_t requested)
599 {
600         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
601
602         char nice_vdev_size[10];
603         char nice_gang_bang[10];
604         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
605
606         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
607         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
608
609         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
610             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
611             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
612             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
613             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
614             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
615             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
616             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
617             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
618             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
619             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
620             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
621             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
622             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
623             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
624             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
625             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
626             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
627             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
628             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
629             "\t[-h] (print help)\n"
630             "",
631             zo->zo_pool,
632             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
633             nice_vdev_size,                             /* -s */
634             zo->zo_ashift,                              /* -a */
635             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
636             zo->zo_raidz,                               /* -r */
637             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
638             zo->zo_datasets,                            /* -d */
639             zo->zo_threads,                             /* -t */
640             nice_gang_bang,                             /* -g */
641             zo->zo_init,                                /* -i */
642             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
643             zo->zo_pool,                                /* -p */
644             zo->zo_dir,                                 /* -f */
645             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
646             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
647             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
648         exit(requested ? 0 : 1);
649 }
650
651 static void
652 process_options(int argc, char **argv)
653 {
654         char *path;
655         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
656
657         int opt;
658         uint64_t value;
659         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
660
661         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
662
663         while ((opt = getopt(argc, argv,
664             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
665                 value = 0;
666                 switch (opt) {
667                 case 'v':
668                 case 's':
669                 case 'a':
670                 case 'm':
671                 case 'r':
672                 case 'R':
673                 case 'd':
674                 case 't':
675                 case 'g':
676                 case 'i':
677                 case 'k':
678                 case 'T':
679                 case 'P':
680                 case 'F':
681                         value = nicenumtoull(optarg);
682                 }
683                 switch (opt) {
684                 case 'v':
685                         zo->zo_vdevs = value;
686                         break;
687                 case 's':
688                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
689                         break;
690                 case 'a':
691                         zo->zo_ashift = value;
692                         break;
693                 case 'm':
694                         zo->zo_mirrors = value;
695                         break;
696                 case 'r':
697                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
698                         break;
699                 case 'R':
700                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
701                         break;
702                 case 'd':
703                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
704                         break;
705                 case 't':
706                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
707                         break;
708                 case 'g':
709                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
710                             value);
711                         break;
712                 case 'i':
713                         zo->zo_init = value;
714                         break;
715                 case 'k':
716                         zo->zo_killrate = value;
717                         break;
718                 case 'p':
719                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
720                             sizeof (zo->zo_pool));
721                         break;
722                 case 'f':
723                         path = realpath(optarg, NULL);
724                         if (path == NULL) {
725                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
726                                     optarg, strerror(errno));
727                                 usage(B_FALSE);
728                         } else {
729                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
730                                     sizeof (zo->zo_dir));
731                         }
732                         break;
733                 case 'V':
734                         zo->zo_verbose++;
735                         break;
736                 case 'E':
737                         zo->zo_init = 0;
738                         break;
739                 case 'T':
740                         zo->zo_time = value;
741                         break;
742                 case 'P':
743                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
744                         break;
745                 case 'F':
746                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
747                         break;
748                 case 'B':
749                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
750                         break;
751                 case 'h':
752                         usage(B_TRUE);
753                         break;
754                 case '?':
755                 default:
756                         usage(B_FALSE);
757                         break;
758                 }
759         }
760
761         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
762
763         zo->zo_vdevtime =
764             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
765             UINT64_MAX >> 2);
766
767         if (strlen(altdir) > 0) {
768                 char *cmd;
769                 char *realaltdir;
770                 char *bin;
771                 char *ztest;
772                 char *isa;
773                 int isalen;
774
775                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
776                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
777
778                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
779                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
780                         ztest_dump_core = B_FALSE;
781                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
782                             altdir);
783                 }
784                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
785
786                 /*
787                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
788                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
789                  * 32 or 64 bit binaries.
790                  */
791                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
792                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
793                 isa = bin + 9;
794                 isalen = ztest - isa;
795                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
796                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
797                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
798                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
799
800                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
801                         ztest_dump_core = B_FALSE;
802                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
803                             zo->zo_alt_ztest);
804                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
805                         ztest_dump_core = B_FALSE;
806                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
807                             zo->zo_alt_libpath);
808                 }
809
810                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
811                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
812         }
813 }
814
815 static void
816 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
817 {
818         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
819         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
820
821         /*
822          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
823          * See comment above spa_config_sync().
824          */
825         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
826         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
827         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
828
829         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
830                 zfs_dbgmsg_print(FTAG);
831
832         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
833 }
834
835 static uint64_t
836 ztest_random(uint64_t range)
837 {
838         uint64_t r;
839
840         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
841
842         if (range == 0)
843                 return (0);
844
845         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
846                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
847
848         return (r % range);
849 }
850
851 /* ARGSUSED */
852 static void
853 ztest_record_enospc(const char *s)
854 {
855         ztest_shared->zs_enospc_count++;
856 }
857
858 static uint64_t
859 ztest_get_ashift(void)
860 {
861         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
862                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
863         return (ztest_opts.zo_ashift);
864 }
865
866 static nvlist_t *
867 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
868 {
869         char *pathbuf;
870         uint64_t vdev;
871         nvlist_t *file;
872
873         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
874
875         if (ashift == 0)
876                 ashift = ztest_get_ashift();
877
878         if (path == NULL) {
879                 path = pathbuf;
880
881                 if (aux != NULL) {
882                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
883                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
884                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
885                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
886                             aux, vdev);
887                 } else {
888                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
889                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
890                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
891                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
892                 }
893         }
894
895         if (size != 0) {
896                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
897                 if (fd == -1)
898                         fatal(1, "can't open %s", path);
899                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
900                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
901                 (void) close(fd);
902         }
903
904         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
905         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
906         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
907         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
908         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
909
910         return (file);
911 }
912
913 static nvlist_t *
914 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
915     uint64_t ashift, int r)
916 {
917         nvlist_t *raidz, **child;
918         int c;
919
920         if (r < 2)
921                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
922         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
923
924         for (c = 0; c < r; c++)
925                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
926
927         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
928         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
929             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
930         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
931             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
932         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
933             child, r) == 0);
934
935         for (c = 0; c < r; c++)
936                 nvlist_free(child[c]);
937
938         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
939
940         return (raidz);
941 }
942
943 static nvlist_t *
944 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
945     uint64_t ashift, int r, int m)
946 {
947         nvlist_t *mirror, **child;
948         int c;
949
950         if (m < 1)
951                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
952
953         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
954
955         for (c = 0; c < m; c++)
956                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
957
958         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
959         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
960             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
961         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
962             child, m) == 0);
963
964         for (c = 0; c < m; c++)
965                 nvlist_free(child[c]);
966
967         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
968
969         return (mirror);
970 }
971
972 static nvlist_t *
973 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
974     int log, int r, int m, int t)
975 {
976         nvlist_t *root, **child;
977         int c;
978
979         ASSERT(t > 0);
980
981         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
982
983         for (c = 0; c < t; c++) {
984                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
985                     r, m);
986                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
987                     log) == 0);
988         }
989
990         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
991         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
992         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
993             child, t) == 0);
994
995         for (c = 0; c < t; c++)
996                 nvlist_free(child[c]);
997
998         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
999
1000         return (root);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1005  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1006  */
1007 static uint64_t
1008 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1009 {
1010         uint64_t version = initial_version;
1011
1012         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1013                 version = version +
1014                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1015         }
1016
1017         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1018                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1019
1020         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1021         return (version);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Find the largest ashift used
1026  */
1027 static uint64_t
1028 ztest_spa_get_ashift() {
1029         uint64_t i;
1030         uint64_t ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT;
1031         vdev_t *rvd = ztest_spa->spa_root_vdev;
1032
1033         for (i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
1034                 ashift = MAX(ashift, rvd->vdev_child[i]->vdev_ashift);
1035         }
1036         return (ashift);
1037 }
1038
1039 static int
1040 ztest_random_blocksize(void)
1041 {
1042         // Choose a block size >= the ashift.
1043         uint64_t block_shift =
1044             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - ztest_spa_get_ashift() + 1);
1045         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1046 }
1047
1048 static int
1049 ztest_random_ibshift(void)
1050 {
1051         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1052             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1053 }
1054
1055 static uint64_t
1056 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1057 {
1058         uint64_t top;
1059         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1060         vdev_t *tvd;
1061
1062         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1063
1064         do {
1065                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1066                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1067         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1068             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1069
1070         return (top);
1071 }
1072
1073 static uint64_t
1074 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1075 {
1076         uint64_t value;
1077
1078         do {
1079                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1080         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1081
1082         return (value);
1083 }
1084
1085 static int
1086 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1087     boolean_t inherit)
1088 {
1089         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1090         const char *valname;
1091         char *setpoint;
1092         uint64_t curval;
1093         int error;
1094
1095         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1096             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1097
1098         if (error == ENOSPC) {
1099                 ztest_record_enospc(FTAG);
1100                 return (error);
1101         }
1102         ASSERT0(error);
1103
1104         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1105         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1106
1107         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1108                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1109                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1110                     osname, propname, valname, setpoint);
1111         }
1112         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1113
1114         return (error);
1115 }
1116
1117 static int
1118 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1119 {
1120         spa_t *spa = ztest_spa;
1121         nvlist_t *props = NULL;
1122         int error;
1123
1124         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1125         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1126
1127         error = spa_prop_set(spa, props);
1128
1129         nvlist_free(props);
1130
1131         if (error == ENOSPC) {
1132                 ztest_record_enospc(FTAG);
1133                 return (error);
1134         }
1135         ASSERT0(error);
1136
1137         return (error);
1138 }
1139
1140 static void
1141 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1142 {
1143         rll->rll_writer = NULL;
1144         rll->rll_readers = 0;
1145         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1146         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1147 }
1148
1149 static void
1150 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1151 {
1152         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1153         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1154         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1155         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1156 }
1157
1158 static void
1159 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1160 {
1161         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1162
1163         if (type == RL_READER) {
1164                 while (rll->rll_writer != NULL)
1165                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1166                 rll->rll_readers++;
1167         } else {
1168                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1169                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1170                 rll->rll_writer = curthread;
1171         }
1172
1173         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1174 }
1175
1176 static void
1177 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1178 {
1179         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1180
1181         if (rll->rll_writer) {
1182                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1183                 rll->rll_writer = NULL;
1184         } else {
1185                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1186                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1187                 rll->rll_readers--;
1188         }
1189
1190         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1191                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1192
1193         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1194 }
1195
1196 static void
1197 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1198 {
1199         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1200
1201         ztest_rll_lock(rll, type);
1202 }
1203
1204 static void
1205 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1206 {
1207         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1208
1209         ztest_rll_unlock(rll);
1210 }
1211
1212 static rl_t *
1213 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1214     uint64_t size, rl_type_t type)
1215 {
1216         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1217         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1218         rl_t *rl;
1219
1220         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1221         rl->rl_object = object;
1222         rl->rl_offset = offset;
1223         rl->rl_size = size;
1224         rl->rl_lock = rll;
1225
1226         ztest_rll_lock(rll, type);
1227
1228         return (rl);
1229 }
1230
1231 static void
1232 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1233 {
1234         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1235
1236         ztest_rll_unlock(rll);
1237
1238         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1239 }
1240
1241 static void
1242 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1243 {
1244         zd->zd_os = os;
1245         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1246         zd->zd_shared = szd;
1247         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1248         int l;
1249
1250         if (zd->zd_shared != NULL)
1251                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1252
1253         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1254         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1255
1256         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1257                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1258
1259         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1260                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1261 }
1262
1263 static void
1264 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1265 {
1266         int l;
1267
1268         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1269         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1270
1271         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1272                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1273
1274         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1275                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1276 }
1277
1278 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1279
1280 static uint64_t
1281 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1282 {
1283         uint64_t txg;
1284         int error;
1285
1286         /*
1287          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1288          */
1289         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1290         if (error) {
1291                 if (error == ERESTART) {
1292                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1293                         dmu_tx_wait(tx);
1294                 } else {
1295                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1296                         ztest_record_enospc(tag);
1297                 }
1298                 dmu_tx_abort(tx);
1299                 return (0);
1300         }
1301         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1302         ASSERT(txg != 0);
1303         return (txg);
1304 }
1305
1306 static void
1307 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1308 {
1309         uint64_t *ip = buf;
1310         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1311
1312         while (ip < ip_end)
1313                 *ip++ = value;
1314 }
1315
1316 #ifndef NDEBUG
1317 static boolean_t
1318 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1319 {
1320         uint64_t *ip = buf;
1321         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1322         uint64_t diff = 0;
1323
1324         while (ip < ip_end)
1325                 diff |= (value - *ip++);
1326
1327         return (diff == 0);
1328 }
1329 #endif
1330
1331 static void
1332 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1333     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1334 {
1335         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1336         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1337         bt->bt_object = object;
1338         bt->bt_offset = offset;
1339         bt->bt_gen = gen;
1340         bt->bt_txg = txg;
1341         bt->bt_crtxg = crtxg;
1342 }
1343
1344 static void
1345 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1346     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1347 {
1348         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1349         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1350         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1351         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1352         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1353         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1354         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1355 }
1356
1357 static ztest_block_tag_t *
1358 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1359 {
1360         dmu_object_info_t doi;
1361         ztest_block_tag_t *bt;
1362
1363         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1364         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1365         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1366         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1367
1368         return (bt);
1369 }
1370
1371 /*
1372  * ZIL logging ops
1373  */
1374
1375 #define lrz_type        lr_mode
1376 #define lrz_blocksize   lr_uid
1377 #define lrz_ibshift     lr_gid
1378 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1379 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1380
1381 static void
1382 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1383 {
1384         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1385         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1386         itx_t *itx;
1387
1388         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1389                 return;
1390
1391         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1392         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1393             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1394
1395         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1396 }
1397
1398 static void
1399 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1400 {
1401         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1402         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1403         itx_t *itx;
1404
1405         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1406                 return;
1407
1408         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1409         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1410             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1411
1412         itx->itx_oid = object;
1413         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1414 }
1415
1416 static void
1417 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1418 {
1419         itx_t *itx;
1420         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1421
1422         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1423                 return;
1424
1425         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1426                 write_state = WR_INDIRECT;
1427
1428         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1429             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1430
1431         if (write_state == WR_COPIED &&
1432             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1433             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1434                 zil_itx_destroy(itx);
1435                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1436                 write_state = WR_NEED_COPY;
1437         }
1438         itx->itx_private = zd;
1439         itx->itx_wr_state = write_state;
1440         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1441         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1442
1443         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1444             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1445
1446         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1447 }
1448
1449 static void
1450 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1451 {
1452         itx_t *itx;
1453
1454         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1455                 return;
1456
1457         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1458         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1459             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1460
1461         itx->itx_sync = B_FALSE;
1462         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1463 }
1464
1465 static void
1466 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1467 {
1468         itx_t *itx;
1469
1470         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1471                 return;
1472
1473         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1474         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1475             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1476
1477         itx->itx_sync = B_FALSE;
1478         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * ZIL replay ops
1483  */
1484 static int
1485 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1486 {
1487         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1488         objset_t *os = zd->zd_os;
1489         ztest_block_tag_t *bbt;
1490         dmu_buf_t *db;
1491         dmu_tx_t *tx;
1492         uint64_t txg;
1493         int error = 0;
1494
1495         if (byteswap)
1496                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1497
1498         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1499         ASSERT(name[0] != '\0');
1500
1501         tx = dmu_tx_create(os);
1502
1503         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1504
1505         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1506                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1507         } else {
1508                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1509         }
1510
1511         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1512         if (txg == 0)
1513                 return (ENOSPC);
1514
1515         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1516
1517         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1518                 if (lr->lr_foid == 0) {
1519                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1520                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1521                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1522                 } else {
1523                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1524                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1525                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1526                 }
1527         } else {
1528                 if (lr->lr_foid == 0) {
1529                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1530                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1531                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1532                 } else {
1533                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1534                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1535                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1536                 }
1537         }
1538
1539         if (error) {
1540                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1541                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1542                 dmu_tx_commit(tx);
1543                 return (error);
1544         }
1545
1546         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1547
1548         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1549                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1550                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1551
1552         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1553         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1554         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1555         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1556         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1557
1558         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1559             &lr->lr_foid, tx));
1560
1561         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1562
1563         dmu_tx_commit(tx);
1564
1565         return (0);
1566 }
1567
1568 static int
1569 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1570 {
1571         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1572         objset_t *os = zd->zd_os;
1573         dmu_object_info_t doi;
1574         dmu_tx_t *tx;
1575         uint64_t object, txg;
1576
1577         if (byteswap)
1578                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1579
1580         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1581         ASSERT(name[0] != '\0');
1582
1583         VERIFY3U(0, ==,
1584             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1585         ASSERT(object != 0);
1586
1587         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1588
1589         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1590
1591         tx = dmu_tx_create(os);
1592
1593         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1594         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1595
1596         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1597         if (txg == 0) {
1598                 ztest_object_unlock(zd, object);
1599                 return (ENOSPC);
1600         }
1601
1602         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1603                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1604         } else {
1605                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1606         }
1607
1608         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1609
1610         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1611
1612         dmu_tx_commit(tx);
1613
1614         ztest_object_unlock(zd, object);
1615
1616         return (0);
1617 }
1618
1619 static int
1620 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1621 {
1622         objset_t *os = zd->zd_os;
1623         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1624         uint64_t offset, length;
1625         ztest_block_tag_t *bt = data;
1626         ztest_block_tag_t *bbt;
1627         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1628         dmu_object_info_t doi;
1629         dmu_tx_t *tx;
1630         dmu_buf_t *db;
1631         arc_buf_t *abuf = NULL;
1632         rl_t *rl;
1633
1634         if (byteswap)
1635                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1636
1637         offset = lr->lr_offset;
1638         length = lr->lr_length;
1639
1640         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1641         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1642                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1643                 if (length < blocksize) {
1644                         offset -= offset % blocksize;
1645                         length = blocksize;
1646                 }
1647         }
1648
1649         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1650                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1651
1652         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1653                 bt = NULL;
1654
1655         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1656         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1657
1658         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1659
1660         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1661
1662         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1663         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1664         gen = bbt->bt_gen;
1665         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1666         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1667
1668         tx = dmu_tx_create(os);
1669
1670         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1671
1672         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1673             P2PHASE(offset, length) == 0)
1674                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1675
1676         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1677         if (txg == 0) {
1678                 if (abuf != NULL)
1679                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1680                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1681                 ztest_range_unlock(rl);
1682                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1683                 return (ENOSPC);
1684         }
1685
1686         if (bt != NULL) {
1687                 /*
1688                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1689                  * but not always, because we also want to verify correct
1690                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1691                  */
1692                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1693                 if (ztest_random(4) != 0) {
1694                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1695                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1696                         ztest_block_tag_t rbt;
1697
1698                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1699                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1700                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1701                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1702                                     offset, gen, txg, crtxg);
1703                         }
1704                 }
1705
1706                 /*
1707                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1708                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1709                  * open-context data, which may be different than the data
1710                  * as it was when the write was generated.
1711                  */
1712                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1713                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1714                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1715                             bt->bt_crtxg);
1716                 }
1717
1718                 /*
1719                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1720                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1721                  */
1722                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1723         }
1724
1725         if (abuf == NULL) {
1726                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1727         } else {
1728                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1729                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1730         }
1731
1732         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1733
1734         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1735
1736         dmu_tx_commit(tx);
1737
1738         ztest_range_unlock(rl);
1739         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1740
1741         return (0);
1742 }
1743
1744 static int
1745 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1746 {
1747         objset_t *os = zd->zd_os;
1748         dmu_tx_t *tx;
1749         uint64_t txg;
1750         rl_t *rl;
1751
1752         if (byteswap)
1753                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1754
1755         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1756         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1757             RL_WRITER);
1758
1759         tx = dmu_tx_create(os);
1760
1761         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1762
1763         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1764         if (txg == 0) {
1765                 ztest_range_unlock(rl);
1766                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1767                 return (ENOSPC);
1768         }
1769
1770         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1771             lr->lr_length, tx) == 0);
1772
1773         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1774
1775         dmu_tx_commit(tx);
1776
1777         ztest_range_unlock(rl);
1778         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1779
1780         return (0);
1781 }
1782
1783 static int
1784 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1785 {
1786         objset_t *os = zd->zd_os;
1787         dmu_tx_t *tx;
1788         dmu_buf_t *db;
1789         ztest_block_tag_t *bbt;
1790         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1791
1792         if (byteswap)
1793                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1794
1795         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1796
1797         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1798
1799         tx = dmu_tx_create(os);
1800         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1801
1802         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1803         if (txg == 0) {
1804                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1805                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1806                 return (ENOSPC);
1807         }
1808
1809         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1810         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1811         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1812         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1813
1814         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1815                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1816                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1817                 ASSERT(lrtxg != 0);
1818         } else {
1819                 /*
1820                  * Randomly change the size and increment the generation.
1821                  */
1822                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1823                     sizeof (*bbt);
1824                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1825                 ASSERT(lrtxg == 0);
1826         }
1827
1828         /*
1829          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1830          */
1831         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1832             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1833
1834         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1835
1836         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1837         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1838         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1839         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1840
1841         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1842
1843         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1844
1845         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1846
1847         dmu_tx_commit(tx);
1848
1849         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1850
1851         return (0);
1852 }
1853
1854 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1855         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
1856         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
1857         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
1858         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
1859         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
1860         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
1861         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
1862         NULL,                                           /* TX_LINK */
1863         NULL,                                           /* TX_RENAME */
1864         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
1865         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
1866         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
1867         NULL,                                           /* TX_ACL */
1868         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
1869         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
1870         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1871         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
1872         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
1873         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1874         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
1875 };
1876
1877 /*
1878  * ZIL get_data callbacks
1879  */
1880
1881 static void
1882 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1883 {
1884         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1885         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1886
1887         if (zgd->zgd_db)
1888                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1889
1890         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1891         ztest_object_unlock(zd, object);
1892
1893         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1894                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1895
1896         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1897 }
1898
1899 static int
1900 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1901 {
1902         ztest_ds_t *zd = arg;
1903         objset_t *os = zd->zd_os;
1904         uint64_t object = lr->lr_foid;
1905         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1906         uint64_t size = lr->lr_length;
1907         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1908         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1909         uint64_t crtxg;
1910         dmu_object_info_t doi;
1911         dmu_buf_t *db;
1912         zgd_t *zgd;
1913         int error;
1914
1915         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1916         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1917         if (error) {
1918                 ztest_object_unlock(zd, object);
1919                 return (error);
1920         }
1921
1922         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1923
1924         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1925                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1926                 ztest_object_unlock(zd, object);
1927                 return (ENOENT);
1928         }
1929
1930         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1931         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1932         db = NULL;
1933
1934         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1935         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1936         zgd->zgd_private = zd;
1937
1938         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1939                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1940                     RL_READER);
1941
1942                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1943                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1944                 ASSERT(error == 0);
1945         } else {
1946                 size = doi.doi_data_block_size;
1947                 if (ISP2(size)) {
1948                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1949                 } else {
1950                         ASSERT(offset < size);
1951                         offset = 0;
1952                 }
1953
1954                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1955                     RL_READER);
1956
1957                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1958                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1959
1960                 if (error == 0) {
1961                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1962                         if (obp) {
1963                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1964                                 *bp = *obp;
1965                         }
1966
1967                         zgd->zgd_db = db;
1968                         zgd->zgd_bp = bp;
1969
1970                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1971                         ASSERT(db->db_size == size);
1972
1973                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1974                             ztest_get_done, zgd);
1975
1976                         if (error == 0)
1977                                 return (0);
1978                 }
1979         }
1980
1981         ztest_get_done(zgd, error);
1982
1983         return (error);
1984 }
1985
1986 static void *
1987 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1988 {
1989         char *lr;
1990         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1991
1992         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1993
1994         if (name)
1995                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1996
1997         return (lr);
1998 }
1999
2000 void
2001 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2002 {
2003         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2004
2005         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2010  */
2011 static int
2012 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2013 {
2014         int missing = 0;
2015         int error;
2016         int i;
2017
2018         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2019
2020         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2021                 od->od_object = 0;
2022                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2023                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2024                 if (error) {
2025                         ASSERT(error == ENOENT);
2026                         ASSERT(od->od_object == 0);
2027                         missing++;
2028                 } else {
2029                         dmu_buf_t *db;
2030                         ztest_block_tag_t *bbt;
2031                         dmu_object_info_t doi;
2032
2033                         ASSERT(od->od_object != 0);
2034                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2035
2036                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2037                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2038                             od->od_object, FTAG, &db));
2039                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2040                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2041                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2042                         od->od_type = doi.doi_type;
2043                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2044                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2045                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2046                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2047                 }
2048         }
2049
2050         return (missing);
2051 }
2052
2053 static int
2054 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2055 {
2056         int missing = 0;
2057         int i;
2058
2059         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2060
2061         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2062                 if (missing) {
2063                         od->od_object = 0;
2064                         missing++;
2065                         continue;
2066                 }
2067
2068                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2069
2070                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2071                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2072                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2073                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2074                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2075                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2076                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2077                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2078                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2079
2080                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2081                         ASSERT(missing == 0);
2082                         od->od_object = 0;
2083                         missing++;
2084                 } else {
2085                         od->od_object = lr->lr_foid;
2086                         od->od_type = od->od_crtype;
2087                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2088                         od->od_gen = od->od_crgen;
2089                         ASSERT(od->od_object != 0);
2090                 }
2091
2092                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2093         }
2094
2095         return (missing);
2096 }
2097
2098 static int
2099 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2100 {
2101         int missing = 0;
2102         int error;
2103         int i;
2104
2105         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2106
2107         od += count - 1;
2108
2109         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2110                 if (missing) {
2111                         missing++;
2112                         continue;
2113                 }
2114
2115                 /*
2116                  * No object was found.
2117                  */
2118                 if (od->od_object == 0)
2119                         continue;
2120
2121                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2122
2123                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2124
2125                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2126                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2127                         missing++;
2128                 } else {
2129                         od->od_object = 0;
2130                 }
2131                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2132         }
2133
2134         return (missing);
2135 }
2136
2137 static int
2138 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2139     void *data)
2140 {
2141         lr_write_t *lr;
2142         int error;
2143
2144         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2145
2146         lr->lr_foid = object;
2147         lr->lr_offset = offset;
2148         lr->lr_length = size;
2149         lr->lr_blkoff = 0;
2150         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2151
2152         bcopy(data, lr + 1, size);
2153
2154         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2155
2156         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2157
2158         return (error);
2159 }
2160
2161 static int
2162 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2163 {
2164         lr_truncate_t *lr;
2165         int error;
2166
2167         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2168
2169         lr->lr_foid = object;
2170         lr->lr_offset = offset;
2171         lr->lr_length = size;
2172
2173         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2174
2175         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2176
2177         return (error);
2178 }
2179
2180 static int
2181 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2182 {
2183         lr_setattr_t *lr;
2184         int error;
2185
2186         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2187
2188         lr->lr_foid = object;
2189         lr->lr_size = 0;
2190         lr->lr_mode = 0;
2191
2192         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2193
2194         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2195
2196         return (error);
2197 }
2198
2199 static void
2200 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2201 {
2202         objset_t *os = zd->zd_os;
2203         dmu_tx_t *tx;
2204         uint64_t txg;
2205         rl_t *rl;
2206
2207         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2208
2209         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2210         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2211
2212         tx = dmu_tx_create(os);
2213
2214         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2215
2216         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2217
2218         if (txg != 0) {
2219                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2220                 dmu_tx_commit(tx);
2221                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2222         } else {
2223                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2224         }
2225
2226         ztest_range_unlock(rl);
2227         ztest_object_unlock(zd, object);
2228 }
2229
2230 static void
2231 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2232 {
2233         int err;
2234         ztest_block_tag_t wbt;
2235         dmu_object_info_t doi;
2236         enum ztest_io_type io_type;
2237         uint64_t blocksize;
2238         void *data;
2239
2240         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2241         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2242         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2243
2244         /*
2245          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2246          */
2247         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2248         if (ztest_random(2) == 0)
2249                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2250
2251         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2252
2253         switch (io_type) {
2254
2255         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2256                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2257                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2258                 break;
2259
2260         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2261                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2262                 if (ztest_random(2) == 0) {
2263                         /*
2264                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2265                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2266                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2267                          */
2268                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2269                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2270                 }
2271                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2272                 break;
2273
2274         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2275                 bzero(data, blocksize);
2276                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2277                 break;
2278
2279         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2280                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2281                 break;
2282
2283         case ZTEST_IO_SETATTR:
2284                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2285                 break;
2286         default:
2287                 break;
2288
2289         case ZTEST_IO_REWRITE:
2290                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2291                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2292                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2293                     B_FALSE);
2294                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2295                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2296                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2297                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2298                     B_FALSE);
2299                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2300                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2301
2302                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2303                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2304
2305                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2306                 break;
2307         }
2308
2309         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2310
2311         umem_free(data, blocksize);
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Initialize an object description template.
2316  */
2317 static void
2318 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2319     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2320 {
2321         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2322         od->od_object = 0;
2323
2324         od->od_crtype = type;
2325         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2326         od->od_crgen = gen;
2327
2328         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2329         od->od_blocksize = 0;
2330         od->od_gen = 0;
2331
2332         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2333             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2338  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2339  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2340  * use the existing objects.
2341  */
2342 static int
2343 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2344 {
2345         int count = size / sizeof (*od);
2346         int rv = 0;
2347
2348         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2349         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2350             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2351             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2352                 rv = -1;
2353         zd->zd_od = od;
2354         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2355
2356         return (rv);
2357 }
2358
2359 /* ARGSUSED */
2360 void
2361 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2362 {
2363         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2364
2365         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2366
2367         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2368
2369         /*
2370          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2371          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2372          * will verify that the log really does contain this record.
2373          */
2374         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2375         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2376         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2377         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2378         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2379
2380         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2385  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2386  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2387  */
2388 /* ARGSUSED */
2389 void
2390 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2391 {
2392         objset_t *os = zd->zd_os;
2393
2394         /*
2395          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2396          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2397          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2398          */
2399         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2400         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2401
2402         /* zfs_sb_teardown() */
2403         zil_close(zd->zd_zilog);
2404
2405         /* zfsvfs_setup() */
2406         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2407         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2408
2409         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2410         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2415  * or create a pool with a bad vdev spec.
2416  */
2417 /* ARGSUSED */
2418 void
2419 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2420 {
2421         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2422         spa_t *spa;
2423         nvlist_t *nvroot;
2424
2425         /*
2426          * Attempt to create using a bad file.
2427          */
2428         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2429         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2430             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2431         nvlist_free(nvroot);
2432
2433         /*
2434          * Attempt to create using a bad mirror.
2435          */
2436         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2437         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2438             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2439         nvlist_free(nvroot);
2440
2441         /*
2442          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2443          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2444          */
2445         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2446         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2447         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2448         nvlist_free(nvroot);
2449         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2450         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2451         spa_close(spa, FTAG);
2452
2453         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2454 }
2455
2456 /* ARGSUSED */
2457 void
2458 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2459 {
2460         spa_t *spa;
2461         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2462         uint64_t version, newversion;
2463         nvlist_t *nvroot, *props;
2464         char *name;
2465
2466         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2467         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2468
2469         /*
2470          * Clean up from previous runs.
2471          */
2472         (void) spa_destroy(name);
2473
2474         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2475             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2476
2477         /*
2478          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2479          * the initial version is capable of supporting that feature.
2480          */
2481         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2482         case 0:
2483         case 1:
2484                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2485                 break;
2486         case 2:
2487                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2488                 break;
2489         case 3:
2490                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2491                 break;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2496          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2497          */
2498         do {
2499                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2500         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2501
2502         props = fnvlist_alloc();
2503         fnvlist_add_uint64(props,
2504             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2505         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2506         fnvlist_free(nvroot);
2507         fnvlist_free(props);
2508
2509         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2510         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2511         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2512
2513         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2514                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2515                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2516         }
2517
2518         spa_upgrade(spa, newversion);
2519         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2520         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2521             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2522         spa_close(spa, FTAG);
2523
2524         strfree(name);
2525         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2526 }
2527
2528 static vdev_t *
2529 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2530 {
2531         vdev_t *mvd;
2532         int c;
2533
2534         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2535                 return (vd);
2536
2537         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2538                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2539                     NULL)
2540                         return (mvd);
2541
2542         return (NULL);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2547  */
2548 int
2549 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2550 {
2551         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2552         int c;
2553
2554         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2555
2556         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2557                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2558
2559                 if (cvd->vdev_ishole)
2560                         break;
2561         }
2562         return (c);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Verify that vdev_add() works as expected.
2567  */
2568 /* ARGSUSED */
2569 void
2570 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2571 {
2572         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2573         spa_t *spa = ztest_spa;
2574         uint64_t leaves;
2575         uint64_t guid;
2576         nvlist_t *nvroot;
2577         int error;
2578
2579         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2580         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2581
2582         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2583
2584         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2585
2586         /*
2587          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2588          */
2589         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2590                 /*
2591                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2592                  */
2593                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2594
2595                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2596
2597                 /*
2598                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2599                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2600                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2601                  * grab a reference on the dataset which may cause
2602                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2603                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2604                  */
2605                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2606                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2607                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2608
2609                 if (error && error != EEXIST)
2610                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2611         } else {
2612                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2613
2614                 /*
2615                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2616                  */
2617                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2618                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2619                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2620                     zs->zs_mirrors, 1);
2621
2622                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2623                 nvlist_free(nvroot);
2624
2625                 if (error == ENOSPC)
2626                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2627                 else if (error != 0)
2628                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2629         }
2630
2631         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2636  */
2637 /* ARGSUSED */
2638 void
2639 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2640 {
2641         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2642         spa_t *spa = ztest_spa;
2643         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2644         spa_aux_vdev_t *sav;
2645         char *aux;
2646         char *path;
2647         uint64_t guid = 0;
2648         int error;
2649
2650         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2651
2652         if (ztest_random(2) == 0) {
2653                 sav = &spa->spa_spares;
2654                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2655         } else {
2656                 sav = &spa->spa_l2cache;
2657                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2658         }
2659
2660         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2661
2662         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2663
2664         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2665                 /*
2666                  * Pick a random device to remove.
2667                  */
2668                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2669         } else {
2670                 /*
2671                  * Find an unused device we can add.
2672                  */
2673                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2674                 for (;;) {
2675                         int c;
2676                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2677                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2678                             zs->zs_vdev_aux);
2679                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2680                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2681                                     path) == 0)
2682                                         break;
2683                         if (c == sav->sav_count &&
2684                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2685                                 break;
2686                         zs->zs_vdev_aux++;
2687                 }
2688         }
2689
2690         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2691
2692         if (guid == 0) {
2693                 /*
2694                  * Add a new device.
2695                  */
2696                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2697                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2698                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2699                 if (error != 0)
2700                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2701                 nvlist_free(nvroot);
2702         } else {
2703                 /*
2704                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2705                  * vdev state first to make sure we handle removal
2706                  * of devices that have pending state changes.
2707                  */
2708                 if (ztest_random(2) == 0)
2709                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2710
2711                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2712                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2713                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2714         }
2715
2716         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2717
2718         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2719 }
2720
2721 /*
2722  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2723  */
2724 /* ARGSUSED */
2725 void
2726 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2727 {
2728         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2729         spa_t *spa = ztest_spa;
2730         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2731         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2732         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2733         int error = 0;
2734
2735         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2736
2737         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2738         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2739                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2740                 return;
2741         }
2742
2743         /* clean up the old pool, if any */
2744         (void) spa_destroy("splitp");
2745
2746         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2747
2748         /* generate a config from the existing config */
2749         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2750         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2751             &tree) == 0);
2752         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2753
2754         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2755             &children) == 0);
2756
2757         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2758         for (c = 0; c < children; c++) {
2759                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2760                 nvlist_t **mchild;
2761                 uint_t mchildren;
2762
2763                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2764                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2765                             0) == 0);
2766                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2767                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2768                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2769                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2770                         if (lastlogid == 0)
2771                                 lastlogid = schildren;
2772                         ++schildren;
2773                         continue;
2774                 }
2775                 lastlogid = 0;
2776                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2777                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2778                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2779         }
2780
2781         /* OK, create a config that can be used to split */
2782         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2783         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2784             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2785         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2786             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2787
2788         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2789         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2790
2791         for (c = 0; c < schildren; c++)
2792                 nvlist_free(schild[c]);
2793         free(schild);
2794         nvlist_free(split);
2795
2796         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2797
2798         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2799         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2800         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2801
2802         nvlist_free(config);
2803
2804         if (error == 0) {
2805                 (void) printf("successful split - results:\n");
2806                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2807                 show_pool_stats(spa);
2808                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2809                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2810                 ++zs->zs_splits;
2811                 --zs->zs_mirrors;
2812         }
2813         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2814
2815 }
2816
2817 /*
2818  * Verify that we can attach and detach devices.
2819  */
2820 /* ARGSUSED */
2821 void
2822 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2823 {
2824         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2825         spa_t *spa = ztest_spa;
2826         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2827         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2828         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2829         nvlist_t *root;
2830         uint64_t leaves;
2831         uint64_t leaf, top;
2832         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2833         uint64_t oldguid, pguid;
2834         uint64_t oldsize, newsize;
2835         char *oldpath, *newpath;
2836         int replacing;
2837         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2838         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2839         int oldvd_is_log;
2840         int error, expected_error;
2841
2842         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2843         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2844
2845         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2846         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2847
2848         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2849
2850         /*
2851          * Decide whether to do an attach or a replace.
2852          */
2853         replacing = ztest_random(2);
2854
2855         /*
2856          * Pick a random top-level vdev.
2857          */
2858         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2859
2860         /*
2861          * Pick a random leaf within it.
2862          */
2863         leaf = ztest_random(leaves);
2864
2865         /*
2866          * Locate this vdev.
2867          */
2868         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2869         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2870                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2871                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2872                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2873         }
2874         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2875                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2876                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2877                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2878         }
2879
2880         /*
2881          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2882          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2883          */
2884         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2885                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2886                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2887                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2888         }
2889
2890         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2891         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2892         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2893         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2894         pvd = oldvd->vdev_parent;
2895         pguid = pvd->vdev_guid;
2896
2897         /*
2898          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2899          */
2900         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2901                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2902                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2903                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2904                     error != ENOTSUP)
2905                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2906                 goto out;
2907         }
2908
2909         /*
2910          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2911          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2912          */
2913         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2914                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2915                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2916                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2917         } else {
2918                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
2919                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2920                     top * leaves + leaf);
2921                 if (ztest_random(2) == 0)
2922                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2923                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2924         }
2925
2926         if (newvd) {
2927                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2928         } else {
2929                 /*
2930                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2931                  * If it's smaller, the attach should fail.
2932                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2933                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2934                  */
2935                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2936         }
2937
2938         /*
2939          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2940          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2941          *
2942          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2943          *
2944          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2945          */
2946         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2947             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2948             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2949             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2950                 expected_error = ENOTSUP;
2951         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2952                 expected_error = ENOTSUP;
2953         else if (newvd == oldvd)
2954                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2955         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2956                 expected_error = EBUSY;
2957         else if (newsize < oldsize)
2958                 expected_error = EOVERFLOW;
2959         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2960                 expected_error = EDOM;
2961         else
2962                 expected_error = 0;
2963
2964         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2965
2966         /*
2967          * Build the nvlist describing newpath.
2968          */
2969         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2970             ashift, 0, 0, 0, 1);
2971
2972         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2973
2974         nvlist_free(root);
2975
2976         /*
2977          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2978          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2979          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2980          */
2981         if (expected_error == ENOTSUP &&
2982             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2983                 expected_error = error;
2984
2985         /*
2986          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2987          */
2988         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2989                 expected_error = error;
2990
2991         /* XXX workaround 6690467 */
2992         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2993                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2994                     "returned %d, expected %d",
2995                     oldpath, oldsize, newpath,
2996                     newsize, replacing, error, expected_error);
2997         }
2998 out:
2999         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3000
3001         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3002         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3007  */
3008 vdev_t *
3009 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3010 {
3011         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3012         size_t *newsize = arg;
3013         size_t fsize;
3014         int fd;
3015
3016         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3017         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3018
3019         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3020                 return (vd);
3021
3022         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3023         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3024
3025         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3026                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3027                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3028         }
3029         (void) close(fd);
3030         return (NULL);
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3035  */
3036 /* ARGSUSED */
3037 vdev_t *
3038 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3039 {
3040         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3041         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3042         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3043         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3044         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3045         int error;
3046
3047         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3048         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3049
3050         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3051         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3052         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3053         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3054
3055         /*
3056          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3057          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3058          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3059          */
3060         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3061                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3062                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3063                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3064                 }
3065                 return (vd);
3066         }
3067         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3068
3069         /*
3070          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3071          * still talking to the original vdev. It's possible this
3072          * vdev may have been detached/replaced while we were
3073          * trying to online it.
3074          */
3075         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3076                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3077                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3078                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3079                             "got gen %llu\n",
3080                             (u_longlong_t)guid,
3081                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3082                             (u_longlong_t)generation,
3083                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3084                 }
3085                 return (vd);
3086         }
3087         return (NULL);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3092  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3093  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3094  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3095  * leaf vdev we encounter.
3096  */
3097 vdev_t *
3098 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3099 {
3100         uint_t c;
3101
3102         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3103                 if (func == NULL)
3104                         return (vd);
3105                 else
3106                         return (func(vd, arg));
3107         }
3108
3109         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3110                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3111                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3112                         return (cvd);
3113         }
3114         return (NULL);
3115 }
3116
3117 /*
3118  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3119  */
3120 /* ARGSUSED */
3121 void
3122 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3123 {
3124         spa_t *spa = ztest_spa;
3125         vdev_t *vd, *tvd;
3126         metaslab_class_t *mc;
3127         metaslab_group_t *mg;
3128         size_t psize, newsize;
3129         uint64_t top;
3130         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3131
3132         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3133         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3134
3135         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3136
3137         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3138         mg = tvd->vdev_mg;
3139         mc = mg->mg_class;
3140         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3141         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3142
3143         /*
3144          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3145          * our top-level device.
3146          */
3147         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3148         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3149         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3150
3151         psize = vd->vdev_psize;
3152
3153         /*
3154          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3155          * original size, and it has a valid psize.
3156          */
3157         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3158             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3159                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3160                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3161                 return;
3162         }
3163         ASSERT(psize > 0);
3164         newsize = psize + psize / 8;
3165         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3166
3167         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3168                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3169                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3170         }
3171
3172         /*
3173          * Growing the vdev is a two step process:
3174          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3175          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3176          */
3177         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3178             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3179             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3180                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3181                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3182                             "the vdev configuration changed.\n");
3183                 }
3184                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3185                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3186                 return;
3187         }
3188
3189         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3190
3191         /*
3192          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3193          * thus we must wait for the async thread to complete any
3194          * pending tasks before proceeding.
3195          */
3196         for (;;) {
3197                 boolean_t done;
3198                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3199                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3200                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3201                 if (done)
3202                         break;
3203                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3204                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3205         }
3206
3207         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3208
3209         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3210         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3211         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3212
3213         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3214                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3215                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3216                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3217                 }
3218                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3219                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3220                 return;
3221         }
3222
3223         /*
3224          * Make sure we were able to grow the vdev.
3225          */
3226         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3227                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3228                     old_ms_count, new_ms_count);
3229
3230         /*
3231          * Make sure we were able to grow the pool.
3232          */
3233         if (new_class_space <= old_class_space)
3234                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3235                     old_class_space, new_class_space);
3236
3237         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3238                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3239
3240                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3241                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3242                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3243                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3244         }
3245
3246         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3247         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3252  */
3253 /* ARGSUSED */
3254 static void
3255 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3256 {
3257         /*
3258          * Create the objects common to all ztest datasets.
3259          */
3260         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3261             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3262 }
3263
3264 static int
3265 ztest_dataset_create(char *dsname)
3266 {
3267         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3268         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3269             ztest_objset_create_cb, NULL);
3270
3271         if (err || zilset < 80)
3272                 return (err);
3273
3274         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3275                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3276         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3277             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3278 }
3279
3280 /* ARGSUSED */
3281 static int
3282 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3283 {
3284         objset_t *os;
3285         dmu_object_info_t doi;
3286         int error;
3287
3288         /*
3289          * Verify that the dataset contains a directory object.
3290          */
3291         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3292         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3293         if (error != ENOENT) {
3294                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3295                 ASSERT0(error);
3296                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3297                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3298         }
3299         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3300
3301         /*
3302          * Destroy the dataset.
3303          */
3304         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3305                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3306         } else {
3307                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3308         }
3309         return (0);
3310 }
3311
3312 static boolean_t
3313 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3314 {
3315         char snapname[MAXNAMELEN];
3316         int error;
3317
3318         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3319
3320         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3321         if (error == ENOSPC) {
3322                 ztest_record_enospc(FTAG);
3323                 return (B_FALSE);
3324         }
3325         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3326                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3327                     snapname, error);
3328         }
3329         return (B_TRUE);
3330 }
3331
3332 static boolean_t
3333 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3334 {
3335         char snapname[MAXNAMELEN];
3336         int error;
3337
3338         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3339             (u_longlong_t)id);
3340
3341         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3342         if (error != 0 && error != ENOENT)
3343                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3344         return (B_TRUE);
3345 }
3346
3347 /* ARGSUSED */
3348 void
3349 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3350 {
3351         ztest_ds_t *zdtmp;
3352         int iters;
3353         int error;
3354         objset_t *os, *os2;
3355         char *name;
3356         zilog_t *zilog;
3357         int i;
3358
3359         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3360         name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3361
3362         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3363
3364         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3365             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3366
3367         /*
3368          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3369          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3370          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3371          */
3372         if (ztest_random(2) == 0 &&
3373             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3374                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3375                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3376                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3377                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3378         }
3379
3380         /*
3381          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3382          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3383          * and all of its snapshots.
3384          */
3385         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3386             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3387
3388         /*
3389          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3390          */
3391         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3392             FTAG, &os));
3393
3394         /*
3395          * Verify that we can create a new dataset.
3396          */
3397         error = ztest_dataset_create(name);
3398         if (error) {
3399                 if (error == ENOSPC) {
3400                         ztest_record_enospc(FTAG);
3401                         goto out;
3402                 }
3403                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3404         }
3405
3406         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3407
3408         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3409
3410         /*
3411          * Open the intent log for it.
3412          */
3413         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3414
3415         /*
3416          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3417          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3418          */
3419         iters = ztest_random(5);
3420         for (i = 0; i < iters; i++) {
3421                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3422                 if (ztest_random(iters) == 0)
3423                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3424         }
3425
3426         /*
3427          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3428          */
3429         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3430             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3431
3432         /*
3433          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3434          */
3435         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3436         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3437
3438         /*
3439          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3440          */
3441         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3442             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3443
3444         zil_close(zilog);
3445         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3446         ztest_zd_fini(zdtmp);
3447 out:
3448         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3449
3450         umem_free(name, MAXNAMELEN);
3451         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3452 }
3453
3454 /*
3455  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3456  */
3457 void
3458 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3459 {
3460         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3461         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3462         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3463         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3464 }
3465
3466 /*
3467  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3468  */
3469 void
3470 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3471 {
3472         char *snap1name;
3473         char *clone1name;
3474         char *snap2name;
3475         char *clone2name;
3476         char *snap3name;
3477         int error;
3478
3479         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3480         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3481         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3482         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3483         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3484
3485         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3486             osname, (u_longlong_t)id);
3487         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3488             osname, (u_longlong_t)id);
3489         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3490             clone1name, (u_longlong_t)id);
3491         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3492             osname, (u_longlong_t)id);
3493         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3494             clone1name, (u_longlong_t)id);
3495
3496         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3497         if (error && error != ENOENT)
3498                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3499         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3500         if (error && error != ENOENT)
3501                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3502         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3503         if (error && error != ENOENT)
3504                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3505         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3506         if (error && error != ENOENT)
3507                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3508         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3509         if (error && error != ENOENT)
3510                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3511
3512         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3513         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3514         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3515         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3516         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3521  */
3522 void
3523 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3524 {
3525         objset_t *os;
3526         char *snap1name;
3527         char *clone1name;
3528         char *snap2name;
3529         char *clone2name;
3530         char *snap3name;
3531         char *osname = zd->zd_name;
3532         int error;
3533
3534         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3535         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3536         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3537         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3538         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3539
3540         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3541
3542         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3543
3544         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3545             osname, (u_longlong_t)id);
3546         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3547             osname, (u_longlong_t)id);
3548         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3549             clone1name, (u_longlong_t)id);
3550         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3551             osname, (u_longlong_t)id);
3552         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3553             clone1name, (u_longlong_t)id);
3554
3555         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3556         if (error && error != EEXIST) {
3557                 if (error == ENOSPC) {
3558                         ztest_record_enospc(FTAG);
3559                         goto out;
3560                 }
3561                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3562         }
3563
3564         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3565         if (error) {
3566                 if (error == ENOSPC) {
3567                         ztest_record_enospc(FTAG);
3568                         goto out;
3569                 }
3570                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3571         }
3572
3573         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3574         if (error && error != EEXIST) {
3575                 if (error == ENOSPC) {
3576                         ztest_record_enospc(FTAG);
3577                         goto out;
3578                 }
3579                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3580         }
3581
3582         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3583         if (error && error != EEXIST) {
3584                 if (error == ENOSPC) {
3585                         ztest_record_enospc(FTAG);
3586                         goto out;
3587                 }
3588                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3589         }
3590
3591         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3592         if (error) {
3593                 if (error == ENOSPC) {
3594                         ztest_record_enospc(FTAG);
3595                         goto out;
3596                 }
3597                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3598         }
3599
3600         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3601         if (error)
3602                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3603         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3604         if (error == ENOSPC) {
3605                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3606                 ztest_record_enospc(FTAG);
3607                 goto out;
3608         }
3609         if (error != EBUSY)
3610                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3611                     error);
3612         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3613
3614 out:
3615         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3616
3617         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3618
3619         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3620         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3621         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3622         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3623         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3624 }
3625
3626 #undef OD_ARRAY_SIZE
3627 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3628
3629 /*
3630  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3631  */
3632 void
3633 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3634 {
3635         ztest_od_t *od;
3636         int batchsize;
3637         int size;
3638         int b;
3639
3640         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3641         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3642         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3643
3644         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3645                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3646
3647         /*
3648          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3649          * and do some I/O on the new objects.
3650          */
3651         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3652                 return;
3653
3654         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3655                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3656                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3657
3658         umem_free(od, size);
3659 }
3660
3661 #undef OD_ARRAY_SIZE
3662 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3663
3664 /*
3665  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3666  */
3667 void
3668 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3669 {
3670         int size;
3671         ztest_od_t *od;
3672
3673         objset_t *os = zd->zd_os;
3674         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3675         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3676         dmu_tx_t *tx;
3677         int i, freeit, error;
3678         uint64_t n, s, txg;
3679         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3680         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3681         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3682         uint64_t regions = 997;
3683         uint64_t stride = 123456789ULL;
3684         uint64_t width = 40;
3685         int free_percent = 5;
3686
3687         /*
3688          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3689          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3690          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3691          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3692          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3693          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3694          *
3695          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3696          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3697          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3698          *
3699          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3700          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3701          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3702          *
3703          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3704          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3705          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3706          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3707          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3708          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3709          */
3710
3711         /*
3712          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3713          */
3714         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3715         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3716
3717         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3718                 umem_free(od, size);
3719                 return;
3720         }
3721
3722         bigobj = od[0].od_object;
3723         packobj = od[1].od_object;
3724         chunksize = od[0].od_gen;
3725         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3726
3727         /*
3728          * Prefetch a random chunk of the big object.
3729          * Our aim here is to get some async reads in flight
3730          * for blocks that we may free below; the DMU should
3731          * handle this race correctly.
3732          */
3733         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3734         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3735         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3736
3737         /*
3738          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3739          */
3740         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3741         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3742
3743         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3744         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3745
3746         bigoff = n * chunksize;
3747         bigsize = s * chunksize;
3748
3749         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3750         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3751
3752         /*
3753          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3754          * overwriting it.
3755          */
3756         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3757
3758         /*
3759          * Read the current contents of our objects.
3760          */
3761         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3762             DMU_READ_PREFETCH);
3763         ASSERT0(error);
3764         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3765             DMU_READ_PREFETCH);
3766         ASSERT0(error);
3767
3768         /*
3769          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3770          */
3771         tx = dmu_tx_create(os);
3772
3773         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3774
3775         if (freeit)
3776                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3777         else
3778                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3779
3780         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3781         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3782
3783         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3784         if (txg == 0) {
3785                 umem_free(packbuf, packsize);
3786                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3787                 umem_free(od, size);
3788                 return;
3789         }
3790
3791         enum zio_checksum cksum;
3792         do {
3793                 cksum = (enum zio_checksum)
3794                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3795         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3796         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3797
3798         enum zio_compress comp;
3799         do {
3800                 comp = (enum zio_compress)
3801                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3802         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3803         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3804
3805         /*
3806          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3807          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3808          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3809          * with the new values we want to write out.
3810          */
3811         for (i = 0; i < s; i++) {
3812                 /* LINTED */
3813                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3814                 /* LINTED */
3815                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3816                 /* LINTED */
3817                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3818
3819                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3820                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3821
3822                 if (pack->bw_txg > txg)
3823                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3824                             pack->bw_txg, txg);
3825
3826                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3827                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3828                             pack->bw_index, n, i);
3829
3830                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3831                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3832
3833                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3834                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3835
3836                 if (freeit) {
3837                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3838                 } else {
3839                         pack->bw_index = n + i;
3840                         pack->bw_txg = txg;
3841                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3842                 }
3843                 *bigH = *pack;
3844                 *bigT = *pack;
3845         }
3846
3847         /*
3848          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3849          * Now write them out.
3850          */
3851         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3852
3853         if (freeit) {
3854                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3855                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3856                             " txg %llx\n",
3857                             (u_longlong_t)bigoff,
3858                             (u_longlong_t)bigsize,
3859                             (u_longlong_t)txg);
3860                 }
3861                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3862         } else {
3863                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3864                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3865                             " txg %llx\n",
3866                             (u_longlong_t)bigoff,
3867                             (u_longlong_t)bigsize,
3868                             (u_longlong_t)txg);
3869                 }
3870                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3871         }
3872
3873         dmu_tx_commit(tx);
3874
3875         /*
3876          * Sanity check the stuff we just wrote.
3877          */
3878         {
3879                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3880                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3881
3882                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3883                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3884                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3885                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3886
3887                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3888                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3889
3890                 umem_free(packcheck, packsize);
3891                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3892         }
3893
3894         umem_free(packbuf, packsize);
3895         umem_free(bigbuf, bigsize);
3896         umem_free(od, size);
3897 }
3898
3899 void
3900 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3901     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3902 {
3903         uint64_t i;
3904         bufwad_t *pack;
3905         bufwad_t *bigH;
3906         bufwad_t *bigT;
3907
3908         /*
3909          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3910          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3911          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3912          * with the new values we want to write out.
3913          */
3914         for (i = 0; i < s; i++) {
3915                 /* LINTED */
3916                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3917                 /* LINTED */
3918                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3919                 /* LINTED */
3920                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3921
3922                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3923                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3924
3925                 if (pack->bw_txg > txg)
3926                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3927                             pack->bw_txg, txg);
3928
3929                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3930                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3931                             pack->bw_index, n, i);
3932
3933                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3934                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3935
3936                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3937                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3938
3939                 pack->bw_index = n + i;
3940                 pack->bw_txg = txg;
3941                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3942
3943                 *bigH = *pack;
3944                 *bigT = *pack;
3945         }
3946 }
3947
3948 #undef OD_ARRAY_SIZE
3949 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3950
3951 void
3952 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3953 {
3954         objset_t *os = zd->zd_os;
3955         ztest_od_t *od;
3956         dmu_tx_t *tx;
3957         uint64_t i;
3958         int error;
3959         int size;
3960         uint64_t n, s, txg;
3961         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3962         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3963         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3964         uint64_t chunksize = blocksize;
3965         uint64_t regions = 997;
3966         uint64_t stride = 123456789ULL;
3967         uint64_t width = 9;
3968         dmu_buf_t *bonus_db;
3969         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3970         dmu_object_info_t doi;
3971
3972         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3973         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3974
3975         /*
3976          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3977          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3978          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3979          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3980          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3981          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3982          *
3983          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3984          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3985          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3986          *
3987          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3988          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3989          */
3990
3991         /*
3992          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3993          */
3994         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3995         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3996
3997
3998         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3999                 umem_free(od, size);
4000                 return;
4001         }
4002
4003         bigobj = od[0].od_object;
4004         packobj = od[1].od_object;
4005         blocksize = od[0].od_blocksize;
4006         chunksize = blocksize;
4007         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4008
4009         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4010         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4011         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4012         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4013
4014         /*
4015          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4016          */
4017         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4018         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4019
4020         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4021         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4022
4023         bigoff = n * chunksize;
4024         bigsize = s * chunksize;
4025
4026         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4027         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4028
4029         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4030
4031         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4032
4033         /*
4034          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4035          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4036          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4037          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4038          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4039          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4040          * Iteration 6 one more zcopy write.
4041          */
4042         for (i = 0; i < 7; i++) {
4043                 uint64_t j;
4044                 uint64_t off;
4045
4046                 /*
4047                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4048                  * that don't match bigobj blksz to test
4049                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4050                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4051                  */
4052                 for (j = 0; j < s; j++) {
4053                         if (i != 5) {
4054                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4055                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4056                         } else {
4057                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4058                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4059                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4060                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4061                         }
4062                 }
4063
4064                 /*
4065                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4066                  */
4067                 tx = dmu_tx_create(os);
4068
4069                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4070                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4071
4072                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4073                 if (txg == 0) {
4074                         umem_free(packbuf, packsize);
4075                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4076                         for (j = 0; j < s; j++) {
4077                                 if (i != 5) {
4078                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4079                                 } else {
4080                                         dmu_return_arcbuf(
4081                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4082                                         dmu_return_arcbuf(
4083                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4084                                 }
4085                         }
4086                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4087                         umem_free(od, size);
4088                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4089                         return;
4090                 }
4091
4092                 /*
4093                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4094                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4095                  * existing dbufs for the specified offsets.
4096                  */
4097                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4098                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4099                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4100                         ASSERT0(error);
4101                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4102                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4103                         ASSERT0(error);
4104                 }
4105                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4106                     n, chunksize, txg);
4107
4108                 /*
4109                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4110                  * Now write them out.
4111                  */
4112                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4113                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4114                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4115                             " txg %llx\n",
4116                             (u_longlong_t)bigoff,
4117                             (u_longlong_t)bigsize,
4118                             (u_longlong_t)txg);
4119                 }
4120                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4121                         dmu_buf_t *dbt;
4122                         if (i != 5) {
4123                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4124                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4125                         } else {
4126                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4127                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4128                                     chunksize / 2);
4129                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4130                                     chunksize / 2,
4131                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4132                                     chunksize / 2);
4133                         }
4134
4135                         if (i == 1) {
4136                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4137                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4138                         }
4139                         if (i != 5) {
4140                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4141                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4142                         } else {
4143                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4144                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4145                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4146                                     off + chunksize / 2,
4147                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4148                         }
4149                         if (i == 1) {
4150                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4151                         }
4152                 }
4153                 dmu_tx_commit(tx);
4154
4155                 /*
4156                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4157                  */
4158                 {
4159                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4160                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4161
4162                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4163                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4164                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4165                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4166
4167                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4168                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4169
4170                         umem_free(packcheck, packsize);
4171                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4172                 }
4173                 if (i == 2) {
4174                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4175                 } else if (i == 3) {
4176                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4177                 }
4178         }
4179
4180         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4181         umem_free(packbuf, packsize);
4182         umem_free(bigbuf, bigsize);
4183         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4184         umem_free(od, size);
4185 }
4186
4187 /* ARGSUSED */
4188 void
4189 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4190 {
4191         ztest_od_t *od;
4192
4193         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4194         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4195             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4196
4197         /*
4198          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4199          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4200          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4201          */
4202         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4203
4204         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4205                 return;
4206
4207         while (ztest_random(10) != 0)
4208                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4209
4210         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4211 }
4212
4213 void
4214 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4215 {
4216         ztest_od_t *od;
4217         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4218             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4219         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4220         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4221         void *data;
4222
4223         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4224
4225         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4226
4227         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4228             !ztest_random(2)) != 0) {
4229                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4230                 return;
4231         }
4232
4233         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4234                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4235                 return;
4236         }
4237
4238         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4239
4240         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4241
4242         while (ztest_random(count) != 0) {
4243                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4244                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4245                     data) != 0)
4246                         break;
4247                 while (ztest_random(4) != 0)
4248                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4249         }
4250
4251         umem_free(data, blocksize);
4252         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4253 }
4254
4255 /*
4256  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4257  */
4258 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4259 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4260 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4261
4262 void
4263 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4264 {
4265         objset_t *os = zd->zd_os;
4266         ztest_od_t *od;
4267         uint64_t object;
4268         uint64_t txg, last_txg;
4269         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4270         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4271         int i, ints;
4272         dmu_tx_t *tx;
4273         char propname[100], txgname[100];
4274         int error;
4275         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4276
4277         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4278         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4279
4280         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4281                         !ztest_random(2)) != 0)
4282                 goto out;
4283
4284         object = od->od_object;
4285
4286         /*
4287          * Generate a known hash collision, and verify that
4288          * we can lookup and remove both entries.
4289          */
4290         tx = dmu_tx_create(os);
4291         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4292         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4293         if (txg == 0)
4294                 goto out;
4295         for (i = 0; i < 2; i++) {
4296                 value[i] = i;
4297                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4298                     1, &value[i], tx));
4299         }
4300         for (i = 0; i < 2; i++) {
4301                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4302                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4303                 VERIFY3U(0, ==,
4304                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4305                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4306                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4307         }
4308         for (i = 0; i < 2; i++) {
4309                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4310         }
4311         dmu_tx_commit(tx);
4312
4313         /*
4314          * Generate a buch of random entries.
4315          */
4316         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4317
4318         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4319         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4320         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4321         bzero(value, sizeof (value));
4322         last_txg = 0;
4323
4324         /*
4325          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4326          */
4327         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4328         if (error == 0) {
4329                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4330                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4331
4332                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4333                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4334
4335                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4336                     &zl_ints) == 0);
4337
4338                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4339                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4340
4341                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4342                     zl_ints, value) == 0);
4343
4344                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4345                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4346                 }
4347         } else {
4348                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4349         }
4350
4351         /*
4352          * Atomically update two entries in our zap object.
4353          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4354          * in which the property was last updated.  The second
4355          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4356          * should be txg + object + n.
4357          */
4358         tx = dmu_tx_create(os);
4359         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4360         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4361         if (txg == 0)
4362                 goto out;
4363
4364         if (last_txg > txg)
4365                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4366
4367         for (i = 0; i < ints; i++)
4368                 value[i] = txg + object + i;
4369
4370         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4371             1, &txg, tx));
4372         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4373             ints, value, tx));
4374
4375         dmu_tx_commit(tx);
4376
4377         /*
4378          * Remove a random pair of entries.
4379          */
4380         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4381         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4382         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4383
4384         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4385
4386         if (error == ENOENT)
4387                 goto out;
4388
4389         ASSERT0(error);
4390
4391         tx = dmu_tx_create(os);
4392         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4393         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4394         if (txg == 0)
4395                 goto out;
4396         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4397         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4398         dmu_tx_commit(tx);
4399 out:
4400         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4401 }
4402
4403 /*
4404  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4405  */
4406 void
4407 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4408 {
4409         objset_t *os = zd->zd_os;
4410         ztest_od_t *od;
4411         uint64_t object, txg;
4412         int i;
4413
4414         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4415         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4416
4417         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4418                                 !ztest_random(2)) != 0)
4419                 goto out;
4420         object = od->od_object;
4421
4422         /*
4423          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4424          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4425          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4426          */
4427         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4428                 char name[MAXNAMELEN];
4429                 uint64_t value = i;
4430                 dmu_tx_t *tx;
4431                 int error;
4432
4433                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4434                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4435
4436                 tx = dmu_tx_create(os);
4437                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4438                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4439                 if (txg == 0)
4440                         goto out;
4441                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4442                     &value, tx);
4443                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4444                 dmu_tx_commit(tx);
4445         }
4446 out:
4447         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4448 }
4449
4450 /* ARGSUSED */
4451 void
4452 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4453 {
4454         objset_t *os = zd->zd_os;
4455         ztest_od_t *od;
4456         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4457         dmu_tx_t *tx;
4458         int i, namelen, error;
4459         int micro = ztest_random(2);
4460         char name[20], string_value[20];
4461         void *data;
4462
4463         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4464         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4465
4466         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4467                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4468                 return;
4469         }
4470
4471         object = od->od_object;
4472
4473         /*
4474          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4475          * x is a random printable character and the dots are dots.
4476          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4477          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4478          */
4479         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4480
4481         for (i = 0; i < 3; i++)
4482                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4483         for (; i < namelen - 1; i++)
4484                 name[i] = '.';
4485         name[i] = '\0';
4486
4487         if ((namelen & 1) || micro) {
4488                 wsize = sizeof (txg);
4489                 wc = 1;
4490                 data = &txg;
4491         } else {
4492                 wsize = 1;
4493                 wc = namelen;
4494                 data = string_value;
4495         }
4496
4497         count = -1ULL;
4498         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4499         ASSERT(count != -1ULL);
4500
4501         /*
4502          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4503          */
4504         i = ztest_random(5);
4505
4506         if (i >= 2) {
4507                 tx = dmu_tx_create(os);
4508                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4509                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4510                 if (txg == 0)
4511                         return;
4512                 bcopy(name, string_value, namelen);
4513         } else {
4514                 tx = NULL;
4515                 txg = 0;
4516                 bzero(string_value, namelen);
4517         }
4518
4519         switch (i) {
4520
4521         case 0:
4522                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4523                 if (error == 0) {
4524                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4525                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4526                 } else {
4527                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4528                 }
4529                 break;
4530
4531         case 1:
4532                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4533                 if (error == 0) {
4534                         if (data == string_value &&
4535                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4536                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4537                                     name, data, namelen);
4538                 } else {
4539                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4540                 }
4541                 break;
4542
4543         case 2:
4544                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4545                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4546                 break;
4547
4548         case 3:
4549                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4550                 break;
4551
4552         case 4:
4553                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4554                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4555                 break;
4556         }
4557
4558         if (tx != NULL)
4559                 dmu_tx_commit(tx);
4560
4561         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4562 }
4563
4564 /*
4565  * Commit callback data.
4566  */
4567 typedef struct ztest_cb_data {
4568         list_node_t             zcd_node;
4569         uint64_t                zcd_txg;
4570         int                     zcd_expected_err;
4571         boolean_t               zcd_added;
4572         boolean_t               zcd_called;
4573         spa_t                   *zcd_spa;
4574 } ztest_cb_data_t;
4575
4576 /* This is the actual commit callback function */
4577 static void
4578 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4579 {
4580         ztest_cb_data_t *data = arg;
4581         uint64_t synced_txg;
4582
4583         VERIFY(data != NULL);
4584         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4585         VERIFY(!data->zcd_called);
4586
4587         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4588         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4589                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4590                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4591                     synced_txg);
4592
4593         data->zcd_called = B_TRUE;
4594
4595         if (error == ECANCELED) {
4596                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4597                 ASSERT(!data->zcd_added);
4598
4599                 /*
4600                  * The private callback data should be destroyed here, but
4601                  * since we are going to check the zcd_called field after
4602                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4603                  */
4604                 return;
4605         }
4606
4607         ASSERT(data->zcd_added);
4608         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4609
4610         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4611
4612         /* See if this cb was called more quickly */
4613         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4614                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4615
4616         /* Remove our callback from the list */
4617         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4618
4619         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4620
4621         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4622 }
4623
4624 /* Allocate and initialize callback data structure */
4625 static ztest_cb_data_t *
4626 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4627 {
4628         ztest_cb_data_t *cb_data;
4629
4630         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4631
4632         cb_data->zcd_txg = txg;
4633         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4634         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4635
4636         return (cb_data);
4637 }
4638
4639 /*
4640  * Commit callback test.
4641  */
4642 void
4643 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4644 {
4645         objset_t *os = zd->zd_os;
4646         ztest_od_t *od;
4647         dmu_tx_t *tx;
4648         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4649         uint64_t old_txg, txg;
4650         int i, error = 0;
4651
4652         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4653         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4654
4655         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4656                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4657                 return;
4658         }
4659
4660         tx = dmu_tx_create(os);
4661
4662         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4663         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4664
4665         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4666
4667         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4668         if (ztest_random(100) == 0)
4669                 error = -1;
4670
4671         if (!error)
4672                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4673
4674         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4675
4676         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4677         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4678         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4679
4680         if (error) {
4681                 /*
4682                  * It's not a strict requirement to call the registered
4683                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4684                  * it's supposed to happen in the current implementation
4685                  * so we will check for that.
4686                  */
4687                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4688                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4689                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4690                 }
4691
4692                 dmu_tx_abort(tx);
4693
4694                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4695                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4696                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4697                 }
4698
4699                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4700                 return;
4701         }
4702
4703         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4704         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4705
4706         /*
4707          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4708          */
4709         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4710             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4711
4712         if (old_txg > txg)
4713                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4714                     old_txg, txg);
4715
4716         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4717
4718         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4719
4720         /*
4721          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4722          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4723          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4724          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4725          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4726          * implementation.
4727          *
4728          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4729          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4730          * implementation bug..
4731          */
4732         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4733         if (tmp_cb != NULL &&
4734             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4735                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4736                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4737         }
4738
4739         /*
4740          * Let's find the place to insert our callbacks.
4741          *
4742          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4743          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4744          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4745          * (from other objsets) may have sneaked in.
4746          */
4747         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4748         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4749                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4750
4751         /* Add the 3 callbacks to the list */
4752         for (i = 0; i < 3; i++) {
4753                 if (tmp_cb == NULL)
4754                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4755                 else
4756                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4757                             cb_data[i]);
4758
4759                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4760                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4761
4762                 tmp_cb = cb_data[i];
4763         }
4764
4765         zc_cb_counter += 3;
4766
4767         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4768
4769         dmu_tx_commit(tx);
4770
4771         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4772 }
4773
4774 /* ARGSUSED */
4775 void
4776 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4777 {
4778         zfs_prop_t proplist[] = {
4779                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4780                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4781                 ZFS_PROP_COPIES,
4782                 ZFS_PROP_DEDUP
4783         };
4784         int p;
4785
4786         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4787
4788         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4789                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4790                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4791
4792         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4793 }
4794
4795 /* ARGSUSED */
4796 void
4797 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4798 {
4799         nvlist_t *props = NULL;
4800
4801         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4802
4803         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4804             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4805
4806         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4807
4808         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4809                 dump_nvlist(props, 4);
4810
4811         nvlist_free(props);
4812
4813         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4814 }
4815
4816 static int
4817 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4818 {
4819         nvlist_t *snaps, *holds;
4820         int error;
4821
4822         snaps = fnvlist_alloc();
4823         holds = fnvlist_alloc();
4824         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4825         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4826         fnvlist_free(holds);
4827         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4828         fnvlist_free(snaps);
4829         return (error);
4830 }
4831
4832 /*
4833  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4834  */
4835 void
4836 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4837 {
4838         int error;
4839         objset_t *os = zd->zd_os;
4840         objset_t *origin;
4841         char snapname[100];
4842         char fullname[100];
4843         char clonename[100];
4844         char tag[100];
4845         char osname[MAXNAMELEN];
4846         nvlist_t *holds;
4847
4848         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4849
4850         dmu_objset_name(os, osname);
4851
4852         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
4853             (u_longlong_t)id);
4854         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4855         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4856             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4857         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
4858
4859         /*
4860          * Clean up from any previous run.
4861          */
4862         error = dsl_destroy_head(clonename);
4863         if (error != ENOENT)
4864                 ASSERT0(error);
4865         error = user_release_one(fullname, tag);
4866         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4867                 ASSERT0(error);
4868         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4869         if (error != ENOENT)
4870                 ASSERT0(error);
4871
4872         /*
4873          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4874          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4875          */
4876         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4877         if (error) {
4878                 if (error == ENOSPC) {
4879                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4880                         goto out;
4881                 }
4882                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4883         }
4884
4885         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4886         if (error) {
4887                 if (error == ENOSPC) {
4888                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4889                         goto out;
4890                 }
4891                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4892         }
4893
4894         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4895         if (error) {
4896                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4897                     fullname, error);
4898         }
4899
4900         error = dsl_destroy_head(clonename);
4901         if (error)
4902                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4903
4904         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4905         if (error != ENOENT)
4906                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4907
4908         /*
4909          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4910          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4911          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4912          */
4913         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4914         if (error) {
4915                 if (error == ENOSPC) {
4916                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4917                         goto out;
4918                 }
4919                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4920         }
4921
4922         holds = fnvlist_alloc();
4923         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4924         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4925         fnvlist_free(holds);
4926
4927         if (error == ENOSPC) {
4928                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4929                 goto out;
4930         } else if (error) {
4931                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4932                     fullname, tag, error);
4933         }
4934
4935         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4936         if (error != EBUSY) {
4937                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4938                     fullname, error);
4939         }
4940
4941         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4942         if (error) {
4943                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4944                     fullname, error);
4945         }
4946
4947         error = user_release_one(fullname, tag);
4948         if (error)
4949                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4950
4951         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4952
4953 out:
4954         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Inject random faults into the on-disk data.
4959  */
4960 /* ARGSUSED */
4961 void
4962 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4963 {
4964         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4965         spa_t *spa = ztest_spa;
4966         int fd;
4967         uint64_t offset;
4968         uint64_t leaves;
4969         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
4970         uint64_t top, leaf;
4971         char *path0;
4972         char *pathrand;
4973         size_t fsize;
4974         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
4975         int iters = 1000;
4976         int maxfaults;
4977         int mirror_save;
4978         vdev_t *vd0 = NULL;
4979         uint64_t guid0 = 0;
4980         boolean_t islog = B_FALSE;
4981
4982         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4983         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4984
4985         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4986         maxfaults = MAXFAULTS();
4987         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4988         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4989         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4990
4991         ASSERT(leaves >= 1);
4992
4993         /*
4994          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4995          * which don't like to have their vdevs changed while
4996          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4997          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4998          */
4999         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5000
5001         /*
5002          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5003          */
5004         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5005
5006         if (ztest_random(2) == 0) {
5007                 /*
5008                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5009                  */
5010                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5011                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5012
5013                 /*
5014                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5015                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5016                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5017                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5018                  */
5019                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5020                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5021                     top * leaves + zs->zs_splits);
5022                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5023                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5024                     top * leaves + leaf);
5025
5026                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5027                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5028                         islog = B_TRUE;
5029
5030                 /*
5031                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5032                  * then we only allow faults on the device that is
5033                  * resilvering.
5034                  */
5035                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5036                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5037                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5038                         /*
5039                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5040                          * or unwriteable, or reach behind its back
5041                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5042                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5043                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5044                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5045                          * combination of this with injection of random data
5046                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5047                          */
5048                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5049
5050                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5051                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5052                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5053                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5054                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5055                         } else {
5056                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5057                         }
5058                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5059                 }
5060         } else {
5061                 /*
5062                  * Inject errors on an l2cache device.
5063                  */
5064                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5065
5066                 if (sav->sav_count == 0) {
5067                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5068                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5069                         goto out;
5070                 }
5071                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5072                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5073                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5074                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5075
5076                 leaf = 0;
5077                 leaves = 1;
5078                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5079         }
5080
5081         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5082         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5083
5084         /*
5085          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5086          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5087          */
5088         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5089                 if (ztest_random(10) < 6) {
5090                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5091                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5092
5093                         /*
5094                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5095                          * prevent a race between offlining a slog and
5096                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5097                          * grab a reference on the dataset which may cause
5098                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5099                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5100                          */
5101                         if (islog)
5102                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5103
5104                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5105
5106                         if (islog)
5107                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5108                 } else {
5109                         /*
5110                          * Ideally we would like to be able to randomly
5111                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5112                          * to force unpredictable failures but the side
5113                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5114                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5115                          * prevent a race between injection testing and
5116                          * aux_vdev removal.
5117                          */
5118                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5119                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5120                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5121                 }
5122         }
5123
5124         if (maxfaults == 0)
5125                 goto out;
5126
5127         /*
5128          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5129          */
5130         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5131
5132         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5133                 goto out;
5134
5135         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5136
5137         while (--iters != 0) {
5138                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5139                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5140                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5141
5142                 if (offset >= fsize)
5143                         continue;
5144
5145                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5146                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5147                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5148                         (void) close(fd);
5149                         goto out;
5150                 }
5151
5152                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5153                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5154                             offset, pathrand);
5155
5156                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5157
5158                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5159                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5160                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5161         }
5162
5163         (void) close(fd);
5164 out:
5165         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5166         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5167 }
5168
5169 /*
5170  * Verify that DDT repair works as expected.
5171  */
5172 void
5173 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5174 {
5175         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5176         spa_t *spa = ztest_spa;
5177         objset_t *os = zd->zd_os;
5178         ztest_od_t *od;
5179         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5180         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5181         dmu_buf_t *db;
5182         dmu_tx_t *tx;
5183         void *buf;
5184         blkptr_t blk;
5185         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5186         int i;
5187
5188         blocksize = ztest_random_blocksize();
5189         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5190
5191         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5192         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5193
5194         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5195                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5196                 return;
5197         }
5198
5199         /*
5200          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5201          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5202          */
5203         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5204
5205         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5206             B_FALSE) != 0 ||
5207             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5208             B_FALSE) != 0) {
5209                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5210                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5211                 return;
5212         }
5213
5214         object = od[0].od_object;
5215         blocksize = od[0].od_blocksize;
5216         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5217
5218         ASSERT(object != 0);
5219
5220         tx = dmu_tx_create(os);
5221         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5222         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5223         if (txg == 0) {
5224                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5225                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5226                 return;
5227         }
5228
5229         /*
5230          * Write all the copies of our block.
5231          */
5232         for (i = 0; i < copies; i++) {
5233                 uint64_t offset = i * blocksize;
5234                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5235                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5236                 if (error != 0) {
5237                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5238                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5239                 }
5240                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5241                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5242                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5243                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5244                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5245                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5246                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5247         }
5248
5249         dmu_tx_commit(tx);
5250         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5251
5252         /*
5253          * Find out what block we got.
5254          */
5255         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5256             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5257         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5258         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5259
5260         /*
5261          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5262          */
5263         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5264         buf = zio_buf_alloc(psize);
5265         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5266
5267         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5268             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5269             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5270
5271         zio_buf_free(buf, psize);
5272
5273         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5274         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5275 }
5276
5277 /*
5278  * Scrub the pool.
5279  */
5280 /* ARGSUSED */
5281 void
5282 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5283 {
5284         spa_t *spa = ztest_spa;
5285
5286         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5287         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5288         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5289 }
5290
5291 /*
5292  * Change the guid for the pool.
5293  */
5294 /* ARGSUSED */
5295 void
5296 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5297 {
5298         spa_t *spa = ztest_spa;
5299         uint64_t orig, load;
5300         int error;
5301
5302         orig = spa_guid(spa);
5303         load = spa_load_guid(spa);
5304
5305         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5306         error = spa_change_guid(spa);
5307         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5308
5309         if (error != 0)
5310                 return;
5311
5312         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5313                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5314                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5315         }
5316
5317         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5318         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5319 }
5320
5321 /*
5322  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5323  */
5324 /* ARGSUSED */
5325 void
5326 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5327 {
5328         char *oldname, *newname;
5329         spa_t *spa;
5330
5331         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5332
5333         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5334         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5335         (void) strcpy(newname, oldname);
5336         (void) strcat(newname, "_tmp");
5337
5338         /*
5339          * Do the rename
5340          */
5341         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5342
5343         /*
5344          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5345          */
5346         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5347
5348         /*
5349          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5350          */
5351         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5352
5353         ASSERT(spa == ztest_spa);
5354         spa_close(spa, FTAG);
5355
5356         /*
5357          * Rename it back to the original
5358          */
5359         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5360
5361         /*
5362          * Make sure it can still be opened
5363          */
5364         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5365
5366         ASSERT(spa == ztest_spa);
5367         spa_close(spa, FTAG);
5368
5369         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5370
5371         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5372 }
5373
5374 /*
5375  * Verify pool integrity by running zdb.
5376  */
5377 static void
5378 ztest_run_zdb(char *pool)
5379 {
5380         int status;
5381         char *bin;
5382         char *zdb;
5383         char *zbuf;
5384         FILE *fp;
5385
5386         bin = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5387         zdb = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5388         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5389
5390         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5391         if (strncmp(bin, "/usr/sbin/ztest", 15) == 0) {
5392                 strcpy(bin, "/usr/sbin/zdb"); /* Installed */
5393         } else if (strncmp(bin, "/sbin/ztest", 11) == 0) {
5394                 strcpy(bin, "/sbin/zdb"); /* Installed */
5395         } else {
5396                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5397                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5398         }
5399
5400         (void) sprintf(zdb,
5401             "%s -bcc%s%s -d -U %s %s",
5402             bin,
5403             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5404             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5405             spa_config_path,
5406             pool);
5407
5408         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5409                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5410
5411         fp = popen(zdb, "r");
5412
5413         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5414                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5415                         (void) printf("%s", zbuf);
5416
5417         status = pclose(fp);
5418
5419         if (status == 0)
5420                 goto out;
5421
5422         ztest_dump_core = 0;
5423         if (WIFEXITED(status))
5424                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5425         else
5426                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5427 out:
5428         umem_free(bin, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5429         umem_free(zdb, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5430         umem_free(zbuf, 1024);
5431 }
5432
5433 static void
5434 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5435 {
5436         spa_t *spa = NULL;
5437
5438         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5439                 (void) printf("%s\n", header);
5440
5441         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5442         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5443                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5444                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5445         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5446 }
5447
5448 static void
5449 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5450 {
5451         nvlist_t *config, *newconfig;
5452         uint64_t pool_guid;
5453         spa_t *spa;
5454         int error;
5455
5456         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5457                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5458                     oldname, newname);
5459         }
5460
5461         /*
5462          * Clean up from previous runs.
5463          */
5464         (void) spa_destroy(newname);
5465
5466         /*
5467          * Get the pool's configuration and guid.
5468          */
5469         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5470
5471         /*
5472          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5473          */
5474         if (ztest_random(2) == 0)
5475                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5476
5477         pool_guid = spa_guid(spa);
5478         spa_close(spa, FTAG);
5479
5480         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5481
5482         /*
5483          * Export it.
5484          */
5485         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5486
5487         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5488
5489         /*
5490          * Try to import it.
5491          */
5492         newconfig = spa_tryimport(config);
5493         ASSERT(newconfig != NULL);
5494         nvlist_free(newconfig);
5495
5496         /*
5497          * Import it under the new name.
5498          */
5499         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5500         if (error != 0) {
5501                 dump_nvlist(config, 0);
5502                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5503                     oldname, newname, error);
5504         }
5505
5506         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5507
5508         /*
5509          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5510          */
5511         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5512
5513         /*
5514          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5515          */
5516         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5517
5518         /*
5519          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5520          */
5521         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5522
5523         /*
5524          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5525          */
5526         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5527         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5528         spa_close(spa, FTAG);
5529
5530         nvlist_free(config);
5531 }
5532
5533 static void
5534 ztest_resume(spa_t *spa)
5535 {
5536         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5537                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5538         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5539         vdev_clear(spa, NULL);
5540         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5541         (void) zio_resume(spa);
5542 }
5543
5544 static void *
5545 ztest_resume_thread(void *arg)
5546 {
5547         spa_t *spa = arg;
5548
5549         while (!ztest_exiting) {
5550                 if (spa_suspended(spa))
5551                         ztest_resume(spa);
5552                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5553         }
5554
5555         thread_exit();
5556
5557         return (NULL);
5558 }
5559
5560 #define GRACE   300
5561
5562 #if 0
5563 static void
5564 ztest_deadman_alarm(int sig)
5565 {
5566         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
5567 }
5568 #endif
5569
5570 static void
5571 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5572 {
5573         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5574         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5575         hrtime_t functime = gethrtime();
5576         int i;
5577
5578         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5579                 zi->zi_func(zd, id);
5580
5581         functime = gethrtime() - functime;
5582
5583         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5584         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5585
5586         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5587                 Dl_info dli;
5588                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5589                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5590                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5591         }
5592 }
5593
5594 static void *
5595 ztest_thread(void *arg)
5596 {
5597         int rand;
5598         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5599         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5600         uint64_t call_next;
5601         hrtime_t now;
5602         ztest_info_t *zi;
5603         ztest_shared_callstate_t *zc;
5604
5605         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5606                 /*
5607                  * See if it's time to force a crash.
5608                  */
5609                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5610                         ztest_kill(zs);
5611
5612                 /*
5613                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5614                  */
5615                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5616                         break;
5617
5618                 /*
5619                  * Pick a random function to execute.
5620                  */
5621                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5622                 zi = &ztest_info[rand];
5623                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5624                 call_next = zc->zc_next;
5625
5626                 if (now >= call_next &&
5627                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5628                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5629                         ztest_execute(rand, zi, id);
5630                 }
5631         }
5632
5633         thread_exit();
5634
5635         return (NULL);
5636 }
5637
5638 static void
5639 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5640 {
5641         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5642 }
5643
5644 static void
5645 ztest_dataset_destroy(int d)
5646 {
5647         char name[MAXNAMELEN];
5648         int t;
5649
5650         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5651
5652         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5653                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5654
5655         /*
5656          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5657          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5658          * so there may be more than one thing to clean up.
5659          */
5660         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5661             t += ztest_opts.zo_datasets)
5662                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5663
5664         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5665             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5666 }
5667
5668 static void
5669 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5670 {
5671         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5672
5673         /*
5674          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5675          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5676          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5677          * If not, we have an object leak.
5678          *
5679          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5680          * when the open-context and syncing-context values agree.
5681          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5682          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5683          */
5684         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5685         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5686         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5687 }
5688
5689 static int
5690 ztest_dataset_open(int d)
5691 {
5692         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5693         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5694         objset_t *os;
5695         zilog_t *zilog;
5696         char name[MAXNAMELEN];
5697         int error;
5698
5699         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5700
5701         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5702
5703         error = ztest_dataset_create(name);
5704         if (error == ENOSPC) {
5705                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5706                 ztest_record_enospc(FTAG);
5707                 return (error);
5708         }
5709         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5710
5711         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5712         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5713
5714         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5715
5716         zilog = zd->zd_zilog;
5717
5718         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5719             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5720                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5721                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5722
5723         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5724
5725         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5726
5727         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5728
5729         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5730                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5731                     zd->zd_name,
5732                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5733                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5734                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5735
5736         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5737
5738         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5739             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5740                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5741                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5742
5743         return (0);
5744 }
5745
5746 static void
5747 ztest_dataset_close(int d)
5748 {
5749         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5750
5751         zil_close(zd->zd_zilog);
5752         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5753
5754         ztest_zd_fini(zd);
5755 }
5756
5757 /*
5758  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5759  */
5760 static void
5761 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5762 {
5763         kt_did_t *tid;
5764         spa_t *spa;
5765         objset_t *os;
5766         kthread_t *resume_thread;
5767         uint64_t object;
5768         int error;
5769         int t, d;
5770
5771         ztest_exiting = B_FALSE;
5772
5773         /*
5774          * Initialize parent/child shared state.
5775          */
5776         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5777         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5778
5779         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5780         zs->zs_thread_stop =
5781             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5782         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5783         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5784         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5785                 zs->zs_thread_kill -=
5786                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5787         }
5788
5789         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5790
5791         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5792             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5793
5794         /*
5795          * Open our pool.
5796          */
5797         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5798         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5799         spa->spa_debug = B_TRUE;
5800         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5801         ztest_spa = spa;
5802
5803         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5804             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5805         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5806         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5807
5808         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5809
5810         /*
5811          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5812          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5813          * the only valid replica.
5814          */
5815         if (MAXFAULTS() == 0)
5816                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5817         else
5818                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5819
5820         /*
5821          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5822          */
5823         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5824             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5825             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
5826
5827 #if 0
5828         /*
5829          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
5830          */
5831         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
5832         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
5833 #endif
5834
5835         /*
5836          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5837          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5838          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5839          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5840          */
5841         for (t = 0; t < 64; t++) {
5842                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
5843                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5844                             (1ULL << t) + d, NULL);
5845                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5846                             error == EINVAL);
5847                 }
5848         }
5849
5850         /*
5851          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5852          */
5853         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5854                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5855                 ztest_dataset_destroy(d);
5856         }
5857         zs->zs_enospc_count = 0;
5858
5859         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
5860             UMEM_NOFAIL);
5861
5862         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5863                 (void) printf("starting main threads...\n");
5864
5865         /*
5866          * Kick off all the tests that run in parallel.
5867          */
5868         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5869                 kthread_t *thread;
5870
5871                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5872                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5873                         return;
5874
5875                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5876                     (thread_func_t)ztest_thread,
5877                     (void *)(uintptr_t)t, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5878                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
5879                 tid[t] = thread->t_tid;
5880         }
5881
5882         /*
5883          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5884          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5885          */
5886         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5887                 thread_join(tid[t]);
5888                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5889                         ztest_dataset_close(t);
5890         }
5891
5892         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5893
5894         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5895         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5896
5897         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5898                 zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5899
5900         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
5901
5902         /* Kill the resume thread */
5903         ztest_exiting = B_TRUE;
5904         thread_join(resume_thread->t_tid);
5905         ztest_resume(spa);
5906
5907         /*
5908          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5909          * spa_close() should wait for it to complete.
5910          */
5911         for (object = 1; object < 50; object++)
5912                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5913
5914         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
5915         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
5916                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
5917
5918         spa_close(spa, FTAG);
5919
5920         /*
5921          * Verify that we can loop over all pools.
5922          */
5923         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5924         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5925                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5926                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5927         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5928
5929         /*
5930          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5931          * different name.
5932          */
5933         if (ztest_random(2) == 0) {
5934                 char name[MAXNAMELEN];
5935                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5936                     ztest_opts.zo_pool);
5937                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5938                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5939         }
5940
5941         kernel_fini();
5942
5943         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5944         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5945         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5946         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5947 }
5948
5949 static void
5950 ztest_freeze(void)
5951 {
5952         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5953         spa_t *spa;
5954         int numloops = 0;
5955
5956         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5957                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5958
5959         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5960         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5961         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5962         spa->spa_debug = B_TRUE;
5963         ztest_spa = spa;
5964
5965         /*
5966          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5967          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5968          * the log chain won't be anchored.
5969          */
5970         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5971                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5972                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5973         }
5974
5975         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5976
5977         /*
5978          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5979          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5980          */
5981         spa_freeze(spa);
5982
5983         /*
5984          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5985          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5986          * capacity.
5987          */
5988         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5989
5990         /*
5991          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5992          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5993          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5994          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5995          * The ZIL should be OK with that.
5996          *
5997          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5998          * not run out of space on the pool.
5999          */
6000         while (ztest_random(10) != 0 &&
6001             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6002             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6003                 ztest_od_t od;
6004                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
6005                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6006                 ztest_io(zd, od.od_object,
6007                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6008                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6009         }
6010
6011         /*
6012          * Commit all of the changes we just generated.
6013          */
6014         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6015         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6016
6017         /*
6018          * Close our dataset and close the pool.
6019          */
6020         ztest_dataset_close(0);
6021         spa_close(spa, FTAG);
6022         kernel_fini();
6023
6024         /*
6025          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6026          */
6027         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6028         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6029         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6030         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6031         ztest_dataset_close(0);
6032
6033         spa->spa_debug = B_TRUE;
6034         ztest_spa = spa;
6035         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6036         ztest_reguid(NULL, 0);
6037
6038         spa_close(spa, FTAG);
6039         kernel_fini();
6040 }
6041
6042 void
6043 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6044 {
6045         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6046         hrtime_t m = s / 60;
6047         hrtime_t h = m / 60;
6048         hrtime_t d = h / 24;
6049
6050         s -= m * 60;
6051         m -= h * 60;
6052         h -= d * 24;
6053
6054         timebuf[0] = '\0';
6055
6056         if (d)
6057                 (void) sprintf(timebuf,
6058                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6059         else if (h)
6060                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6061         else if (m)
6062                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6063         else
6064                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6065 }
6066
6067 static nvlist_t *
6068 make_random_props(void)
6069 {
6070         nvlist_t *props;
6071
6072         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6073         if (ztest_random(2) == 0)
6074                 return (props);
6075         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6076
6077         return (props);
6078 }
6079
6080 /*
6081  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6082  * Then test spa_freeze() functionality.
6083  */
6084 static void
6085 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6086 {
6087         spa_t *spa;
6088         nvlist_t *nvroot, *props;
6089         int i;
6090
6091         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6092         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6093
6094         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6095
6096         /*
6097          * Create the storage pool.
6098          */
6099         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6100         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6101         zs->zs_splits = 0;
6102         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6103         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6104             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6105         props = make_random_props();
6106         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6107                 char *buf;
6108                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6109                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6110                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6111                 free(buf);
6112         }
6113         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6114         nvlist_free(nvroot);
6115         nvlist_free(props);
6116
6117         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6118         zs->zs_metaslab_sz =
6119             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6120         spa_close(spa, FTAG);
6121
6122         kernel_fini();
6123
6124         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6125
6126         ztest_freeze();
6127
6128         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6129
6130         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6131         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6132 }
6133
6134 static void
6135 setup_data_fd(void)
6136 {
6137         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6138
6139         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6140         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6141         (void) unlink(ztest_name_data);
6142 }
6143
6144 static int
6145 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6146 {
6147         int size;
6148
6149         size = hdr->zh_hdr_size;
6150         size += hdr->zh_opts_size;
6151         size += hdr->zh_size;
6152         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6153         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6154
6155         return (size);
6156 }
6157
6158 static void
6159 setup_hdr(void)
6160 {
6161         int size;
6162         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6163
6164         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6165             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6166         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6167
6168         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6169
6170         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6171         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6172         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6173         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6174         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6175         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6176         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6177
6178         size = shared_data_size(hdr);
6179         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6180
6181         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6182 }
6183
6184 static void
6185 setup_data(void)
6186 {
6187         int size, offset;
6188         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6189         uint8_t *buf;
6190
6191         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6192             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6193         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6194
6195         size = shared_data_size(hdr);
6196
6197         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6198         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6199             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6200         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6201         buf = (uint8_t *)hdr;
6202
6203         offset = hdr->zh_hdr_size;
6204         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6205         offset += hdr->zh_opts_size;
6206         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6207         offset += hdr->zh_size;
6208         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6209         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6210         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6211 }
6212
6213 static boolean_t
6214 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6215 {
6216         pid_t pid;
6217         int status;
6218         char *cmdbuf = NULL;
6219
6220         pid = fork();
6221
6222         if (cmd == NULL) {
6223                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6224                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6225                 cmd = cmdbuf;
6226         }
6227
6228         if (pid == -1)
6229                 fatal(1, "fork failed");
6230
6231         if (pid == 0) { /* child */
6232                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6233                 char fd_data_str[12];
6234
6235                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6236                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6237
6238                 (void) close(ztest_fd_rand);
6239                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6240                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6241
6242                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6243                 if (libpath != NULL)
6244                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6245                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6246                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6247                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6248         }
6249
6250         if (cmdbuf != NULL) {
6251                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6252                 cmd = NULL;
6253         }
6254
6255         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6256                 continue;
6257         if (statusp != NULL)
6258                 *statusp = status;
6259
6260         if (WIFEXITED(status)) {
6261                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6262                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6263                             WEXITSTATUS(status));
6264                         exit(2);
6265                 }
6266                 return (B_FALSE);
6267         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6268                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6269                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6270                             WTERMSIG(status));
6271                         exit(3);
6272                 }
6273                 return (B_TRUE);
6274         } else {
6275                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6276                 exit(4);
6277                 /* NOTREACHED */
6278         }
6279 }
6280
6281 static void
6282 ztest_run_init(void)
6283 {
6284         int i;
6285
6286         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6287
6288         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6289
6290         /*
6291          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6292          */
6293         (void) remove(spa_config_path);
6294
6295         /*
6296          * Create and initialize our storage pool.
6297          */
6298         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6299                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6300                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6301                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6302                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6303                 }
6304                 ztest_init(zs);
6305         }
6306 }
6307
6308 int
6309 main(int argc, char **argv)
6310 {
6311         int kills = 0;
6312         int iters = 0;
6313         int older = 0;
6314         int newer = 0;
6315         ztest_shared_t *zs;
6316         ztest_info_t *zi;
6317         ztest_shared_callstate_t *zc;
6318         char timebuf[100];
6319         char numbuf[6];
6320         spa_t *spa;
6321         char *cmd;
6322         boolean_t hasalt;
6323         int f;
6324         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6325         struct sigaction action;
6326
6327         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6328
6329         dprintf_setup(&argc, argv);
6330
6331         action.sa_handler = sig_handler;
6332         sigemptyset(&action.sa_mask);
6333         action.sa_flags = 0;
6334
6335         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6336                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6337                     strerror(errno));
6338                 exit(EXIT_FAILURE);
6339         }
6340
6341         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6342                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6343                     strerror(errno));
6344                 exit(EXIT_FAILURE);
6345         }
6346
6347         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6348         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6349
6350         if (!fd_data_str) {
6351                 process_options(argc, argv);
6352
6353                 setup_data_fd();
6354                 setup_hdr();
6355                 setup_data();
6356                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6357                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6358         } else {
6359                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6360                 setup_data();
6361                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6362         }
6363         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6364
6365         /* Override location of zpool.cache */
6366         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6367             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6368
6369         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6370             UMEM_NOFAIL);
6371         zs = ztest_shared;
6372
6373         if (fd_data_str) {
6374                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6375                 metaslab_df_alloc_threshold =
6376                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6377
6378                 if (zs->zs_do_init)
6379                         ztest_run_init();
6380                 else
6381                         ztest_run(zs);
6382                 exit(0);
6383         }
6384
6385         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6386
6387         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6388                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6389                     " %llu seconds...\n",
6390                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6391                     ztest_opts.zo_datasets,
6392                     ztest_opts.zo_threads,
6393                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6394         }
6395
6396         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6397         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6398
6399         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6400         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6401                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6402                         (void) printf("Executing older ztest for "
6403                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6404                 }
6405                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6406                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6407         } else {
6408                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6409         }
6410         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6411
6412         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6413         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6414
6415         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6416                 zi = &ztest_info[f];
6417                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6418                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6419                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6420                 else
6421                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6422                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6423         }
6424
6425         /*
6426          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6427          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6428          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6429          */
6430         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6431                 int status;
6432                 boolean_t killed;
6433
6434                 /*
6435                  * Initialize the workload counters for each function.
6436                  */
6437                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6438                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6439                         zc->zc_count = 0;
6440                         zc->zc_time = 0;
6441                 }
6442
6443                 /* Set the allocation switch size */
6444                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6445                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6446
6447                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6448                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6449                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6450                                     cmd);
6451                         }
6452                         newer++;
6453                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6454                 } else {
6455                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6456                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6457                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6458                         }
6459                         older++;
6460                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6461                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6462                 }
6463
6464                 if (killed)
6465                         kills++;
6466                 iters++;
6467
6468                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6469                         hrtime_t now = gethrtime();
6470
6471                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6472                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6473                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6474
6475                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6476                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6477                             iters,
6478                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6479                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6480                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6481                             numbuf,
6482                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6483                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6484                 }
6485
6486                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6487                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6488                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6489                             "Calls", "Time", "Function");
6490                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6491                             "-----", "----", "--------");
6492                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6493                                 Dl_info dli;
6494
6495                                 zi = &ztest_info[f];
6496                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6497                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6498                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6499                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6500                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6501                                     dli.dli_sname);
6502                         }
6503                         (void) printf("\n");
6504                 }
6505
6506                 /*
6507                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6508                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6509                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6510                  */
6511                 kernel_init(FREAD);
6512                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6513                         spa_close(spa, FTAG);
6514                 } else {
6515                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6516                         kernel_fini();
6517                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6518                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6519                             ztest_opts.zo_pool);
6520                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6521                 }
6522                 kernel_fini();
6523
6524                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6525         }
6526
6527         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6528                 if (hasalt) {
6529                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6530                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6531                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6532                             cmd);
6533                 }
6534                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6535                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6536         }
6537
6538         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6539
6540         return (0);
6541 }