cmd/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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2018 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  26  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  27  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
  28  * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  33  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  34  *
  35  * The overall design of the ztest program is as follows:
  36  *
  37  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  38  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  39  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  40  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  41  *
  42  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  43  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  44  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  45  *
  46  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  47  *     verify that self-healing data really works.
  48  *
  49  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  50  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  51  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  52  *
  53  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  54  *     we run the entire test in a child of the main process.
  55  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  56  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  57  *     The parent then runs the test again, using the existing
  58  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  59  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  60  *     of ztest after a SIGKILL.
  61  *
  62  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  63  *     many of the functional tests record the transaction group number
  64  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  65  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  66  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  67  *
  68  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
  69  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
  70  *
  71  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  72  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  73  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  74  *
  75  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  76  *
  77  * You can ask more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  78  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  79  *
  80  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  81  *
  82  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  83  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  84  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  85  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  86  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  87  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  88  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  89  */
  90
  91 #include <sys/zfs_context.h>
  92 #include <sys/spa.h>
  93 #include <sys/dmu.h>
  94 #include <sys/txg.h>
  95 #include <sys/dbuf.h>
  96 #include <sys/zap.h>
  97 #include <sys/dmu_objset.h>
  98 #include <sys/poll.h>
  99 #include <sys/stat.h>
 100 #include <sys/time.h>
 101 #include <sys/wait.h>
 102 #include <sys/mman.h>
 103 #include <sys/resource.h>
 104 #include <sys/zio.h>
 105 #include <sys/zil.h>
 106 #include <sys/zil_impl.h>
 107 #include <sys/vdev_draid.h>
 108 #include <sys/vdev_impl.h>
 109 #include <sys/vdev_file.h>
 110 #include <sys/vdev_initialize.h>
 111 #include <sys/vdev_raidz.h>
 112 #include <sys/vdev_trim.h>
 113 #include <sys/spa_impl.h>
 114 #include <sys/metaslab_impl.h>
 115 #include <sys/dsl_prop.h>
 116 #include <sys/dsl_dataset.h>
 117 #include <sys/dsl_destroy.h>
 118 #include <sys/dsl_scan.h>
 119 #include <sys/zio_checksum.h>
 120 #include <sys/zfs_refcount.h>
 121 #include <sys/zfeature.h>
 122 #include <sys/dsl_userhold.h>
 123 #include <sys/abd.h>
 124 #include <sys/blake3.h>
 125 #include <stdio.h>
 126 #include <stdlib.h>
 127 #include <unistd.h>
 128 #include <getopt.h>
 129 #include <signal.h>
 130 #include <umem.h>
 131 #include <ctype.h>
 132 #include <math.h>
 133 #include <sys/fs/zfs.h>
 134 #include <zfs_fletcher.h>
 135 #include <libnvpair.h>
 136 #include <libzutil.h>
 137 #include <sys/crypto/icp.h>
 138 #if (__GLIBC__ && !__UCLIBC__)
 139 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
 140 #endif
 141
 142 static int ztest_fd_data = -1;
 143 static int ztest_fd_rand = -1;
 144
 145 typedef struct ztest_shared_hdr {
 146         uint64_t        zh_hdr_size;
 147         uint64_t        zh_opts_size;
 148         uint64_t        zh_size;
 149         uint64_t        zh_stats_size;
 150         uint64_t        zh_stats_count;
 151         uint64_t        zh_ds_size;
 152         uint64_t        zh_ds_count;
 153 } ztest_shared_hdr_t;
 154
 155 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 156
 157 enum ztest_class_state {
 158         ZTEST_VDEV_CLASS_OFF,
 159         ZTEST_VDEV_CLASS_ON,
 160         ZTEST_VDEV_CLASS_RND
 161 };
 162
 163 #define ZO_GVARS_MAX_ARGLEN     ((size_t)64)
 164 #define ZO_GVARS_MAX_COUNT      ((size_t)10)
 165
 166 typedef struct ztest_shared_opts {
 167         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 168         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 169         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 170         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 171         uint64_t zo_vdevs;
 172         uint64_t zo_vdevtime;
 173         size_t zo_vdev_size;
 174         int zo_ashift;
 175         int zo_mirrors;
 176         int zo_raid_children;
 177         int zo_raid_parity;
 178         char zo_raid_type[8];
 179         int zo_draid_data;
 180         int zo_draid_spares;
 181         int zo_datasets;
 182         int zo_threads;
 183         uint64_t zo_passtime;
 184         uint64_t zo_killrate;
 185         int zo_verbose;
 186         int zo_init;
 187         uint64_t zo_time;
 188         uint64_t zo_maxloops;
 189         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
 190         int zo_mmp_test;
 191         int zo_special_vdevs;
 192         int zo_dump_dbgmsg;
 193         int zo_gvars_count;
 194         char zo_gvars[ZO_GVARS_MAX_COUNT][ZO_GVARS_MAX_ARGLEN];
 195 } ztest_shared_opts_t;
 196
 197 /* Default values for command line options. */
 198 #define DEFAULT_POOL "ztest"
 199 #define DEFAULT_VDEV_DIR "/tmp"
 200 #define DEFAULT_VDEV_COUNT 5
 201 #define DEFAULT_VDEV_SIZE (SPA_MINDEVSIZE * 4)  /* 256m default size */
 202 #define DEFAULT_VDEV_SIZE_STR "256M"
 203 #define DEFAULT_ASHIFT SPA_MINBLOCKSHIFT
 204 #define DEFAULT_MIRRORS 2
 205 #define DEFAULT_RAID_CHILDREN 4
 206 #define DEFAULT_RAID_PARITY 1
 207 #define DEFAULT_DRAID_DATA 4
 208 #define DEFAULT_DRAID_SPARES 1
 209 #define DEFAULT_DATASETS_COUNT 7
 210 #define DEFAULT_THREADS 23
 211 #define DEFAULT_RUN_TIME 300 /* 300 seconds */
 212 #define DEFAULT_RUN_TIME_STR "300 sec"
 213 #define DEFAULT_PASS_TIME 60 /* 60 seconds */
 214 #define DEFAULT_PASS_TIME_STR "60 sec"
 215 #define DEFAULT_KILL_RATE 70 /* 70% kill rate */
 216 #define DEFAULT_KILLRATE_STR "70%"
 217 #define DEFAULT_INITS 1
 218 #define DEFAULT_MAX_LOOPS 50 /* 5 minutes */
 219 #define DEFAULT_FORCE_GANGING (64 << 10)
 220 #define DEFAULT_FORCE_GANGING_STR "64K"
 221
 222 /* Simplifying assumption: -1 is not a valid default. */
 223 #define NO_DEFAULT -1
 224
 225 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 226         .zo_pool = DEFAULT_POOL,
 227         .zo_dir = DEFAULT_VDEV_DIR,
 228         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 229         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 230         .zo_vdevs = DEFAULT_VDEV_COUNT,
 231         .zo_ashift = DEFAULT_ASHIFT,
 232         .zo_mirrors = DEFAULT_MIRRORS,
 233         .zo_raid_children = DEFAULT_RAID_CHILDREN,
 234         .zo_raid_parity = DEFAULT_RAID_PARITY,
 235         .zo_raid_type = VDEV_TYPE_RAIDZ,
 236         .zo_vdev_size = DEFAULT_VDEV_SIZE,
 237         .zo_draid_data = DEFAULT_DRAID_DATA,    /* data drives */
 238         .zo_draid_spares = DEFAULT_DRAID_SPARES, /* distributed spares */
 239         .zo_datasets = DEFAULT_DATASETS_COUNT,
 240         .zo_threads = DEFAULT_THREADS,
 241         .zo_passtime = DEFAULT_PASS_TIME,
 242         .zo_killrate = DEFAULT_KILL_RATE,
 243         .zo_verbose = 0,
 244         .zo_mmp_test = 0,
 245         .zo_init = DEFAULT_INITS,
 246         .zo_time = DEFAULT_RUN_TIME,
 247         .zo_maxloops = DEFAULT_MAX_LOOPS, /* max loops during spa_freeze() */
 248         .zo_metaslab_force_ganging = DEFAULT_FORCE_GANGING,
 249         .zo_special_vdevs = ZTEST_VDEV_CLASS_RND,
 250         .zo_gvars_count = 0,
 251 };
 252
 253 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
 254 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 255 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 256 extern uint_t metaslab_preload_limit;
 257 extern int zfs_compressed_arc_enabled;
 258 extern int zfs_abd_scatter_enabled;
 259 extern uint_t dmu_object_alloc_chunk_shift;
 260 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
 261 extern unsigned long zio_decompress_fail_fraction;
 262 extern unsigned long zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction;
 263
 264
 265 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 266 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 267 static const char *const ztest_wkeydata = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345";
 268
 269 typedef struct ztest_shared_ds {
 270         uint64_t        zd_seq;
 271 } ztest_shared_ds_t;
 272
 273 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 274 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 275
 276 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 277 #define MAXFAULTS(zs) \
 278         (MAX((zs)->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raid_parity + 1) - 1)
 279
 280 enum ztest_io_type {
 281         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 282         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 283         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 284         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 285         ZTEST_IO_SETATTR,
 286         ZTEST_IO_REWRITE,
 287         ZTEST_IO_TYPES
 288 };
 289
 290 typedef struct ztest_block_tag {
 291         uint64_t        bt_magic;
 292         uint64_t        bt_objset;
 293         uint64_t        bt_object;
 294         uint64_t        bt_dnodesize;
 295         uint64_t        bt_offset;
 296         uint64_t        bt_gen;
 297         uint64_t        bt_txg;
 298         uint64_t        bt_crtxg;
 299 } ztest_block_tag_t;
 300
 301 typedef struct bufwad {
 302         uint64_t        bw_index;
 303         uint64_t        bw_txg;
 304         uint64_t        bw_data;
 305 } bufwad_t;
 306
 307 /*
 308  * It would be better to use a rangelock_t per object.  Unfortunately
 309  * the rangelock_t is not a drop-in replacement for rl_t, because we
 310  * still need to map from object ID to rangelock_t.
 311  */
 312 typedef enum {
 313         RL_READER,
 314         RL_WRITER,
 315         RL_APPEND
 316 } rl_type_t;
 317
 318 typedef struct rll {
 319         void            *rll_writer;
 320         int             rll_readers;
 321         kmutex_t        rll_lock;
 322         kcondvar_t      rll_cv;
 323 } rll_t;
 324
 325 typedef struct rl {
 326         uint64_t        rl_object;
 327         uint64_t        rl_offset;
 328         uint64_t        rl_size;
 329         rll_t           *rl_lock;
 330 } rl_t;
 331
 332 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 333 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 334
 335 /*
 336  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 337  */
 338 typedef struct ztest_od {
 339         uint64_t        od_dir;
 340         uint64_t        od_object;
 341         dmu_object_type_t od_type;
 342         dmu_object_type_t od_crtype;
 343         uint64_t        od_blocksize;
 344         uint64_t        od_crblocksize;
 345         uint64_t        od_crdnodesize;
 346         uint64_t        od_gen;
 347         uint64_t        od_crgen;
 348         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 349 } ztest_od_t;
 350
 351 /*
 352  * Per-dataset state.
 353  */
 354 typedef struct ztest_ds {
 355         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 356         objset_t        *zd_os;
 357         pthread_rwlock_t zd_zilog_lock;
 358         zilog_t         *zd_zilog;
 359         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 360         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 361         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 362         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 363         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 364 } ztest_ds_t;
 365
 366 /*
 367  * Per-iteration state.
 368  */
 369 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 370
 371 typedef struct ztest_info {
 372         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 373         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 374         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 375         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
 376 } ztest_info_t;
 377
 378 typedef struct ztest_shared_callstate {
 379         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 380         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 381         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 382 } ztest_shared_callstate_t;
 383
 384 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 385 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 386
 387 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 388 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 389 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 390 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
 391 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 392 ztest_func_t ztest_zap;
 393 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 394 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 395 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 396 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 397 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 398 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 399 ztest_func_t ztest_fzap;
 400 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 401 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 402 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 403 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 404 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 405 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 406 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
 407 ztest_func_t ztest_scrub;
 408 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 409 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 410 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 411 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 412 ztest_func_t ztest_vdev_class_add;
 413 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 414 ztest_func_t ztest_split_pool;
 415 ztest_func_t ztest_reguid;
 416 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 417 ztest_func_t ztest_device_removal;
 418 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
 419 ztest_func_t ztest_initialize;
 420 ztest_func_t ztest_trim;
 421 ztest_func_t ztest_blake3;
 422 ztest_func_t ztest_fletcher;
 423 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
 424 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
 425
 426 static uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;           /* all the time */
 427 static uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;   /* every 1/10 second */
 428 static uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;            /* every second */
 429 static uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;       /* every 10 seconds */
 430 static uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;          /* every 60 seconds */
 431
 432 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
 433         {   .zi_func = (func), \
 434             .zi_iters = (iters), \
 435             .zi_interval = (interval), \
 436             .zi_funcname = # func }
 437
 438 static ztest_info_t ztest_info[] = {
 439         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
 440         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
 441         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
 442         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_next_chunk, 1, &zopt_sometimes),
 443         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
 444         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
 445         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
 446         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_sometimes),
 447         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
 448         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
 449         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
 450         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
 451         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
 452         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
 453 #if 0
 454         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
 455 #endif
 456         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
 457         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 458         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 459         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
 460         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
 461         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
 462         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
 463         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
 464         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
 465         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
 466         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
 467         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
 468         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 469         ZTI_INIT(ztest_vdev_class_add, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 470         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 471         ZTI_INIT(ztest_device_removal, 1, &zopt_sometimes),
 472         ZTI_INIT(ztest_spa_checkpoint_create_discard, 1, &zopt_rarely),
 473         ZTI_INIT(ztest_initialize, 1, &zopt_sometimes),
 474         ZTI_INIT(ztest_trim, 1, &zopt_sometimes),
 475         ZTI_INIT(ztest_blake3, 1, &zopt_rarely),
 476         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
 477         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
 478         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
 479 };
 480
 481 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 482
 483 /*
 484  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 485  * The callbacks are ordered by txg number.
 486  */
 487 typedef struct ztest_cb_list {
 488         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
 489         list_t          zcl_callbacks;
 490 } ztest_cb_list_t;
 491
 492 /*
 493  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 494  */
 495 typedef struct ztest_shared {
 496         boolean_t       zs_do_init;
 497         hrtime_t        zs_proc_start;
 498         hrtime_t        zs_proc_stop;
 499         hrtime_t        zs_thread_start;
 500         hrtime_t        zs_thread_stop;
 501         hrtime_t        zs_thread_kill;
 502         uint64_t        zs_enospc_count;
 503         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 504         uint64_t        zs_vdev_aux;
 505         uint64_t        zs_alloc;
 506         uint64_t        zs_space;
 507         uint64_t        zs_splits;
 508         uint64_t        zs_mirrors;
 509         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 510         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 511         uint64_t        zs_guid;
 512 } ztest_shared_t;
 513
 514 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 515
 516 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 517 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 518 static ztest_shared_t *ztest_shared;
 519
 520 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 521 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 522
 523 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 524 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
 525 static boolean_t ztest_pool_scrubbed = B_FALSE;
 526 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
 527
 528 /*
 529  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 530  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 531  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 532  * namespace does not change while the lock is held.
 533  */
 534 static pthread_rwlock_t ztest_name_lock;
 535
 536 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 537 static boolean_t ztest_exiting;
 538
 539 /* Global commit callback list */
 540 static ztest_cb_list_t zcl;
 541 /* Commit cb delay */
 542 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
 543 static int zc_cb_counter = 0;
 544
 545 /*
 546  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
 547  * whether the minimum txg delay is acceptable.
 548  */
 549 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
 550
 551 /*
 552  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
 553  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
 554  * implementation bug.
 555  */
 556 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
 557
 558 enum ztest_object {
 559         ZTEST_META_DNODE = 0,
 560         ZTEST_DIROBJ,
 561         ZTEST_OBJECTS
 562 };
 563
 564 static __attribute__((noreturn)) void usage(boolean_t requested);
 565 static int ztest_scrub_impl(spa_t *spa);
 566
 567 /*
 568  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 569  * debugging facilities.
 570  */
 571 const char *
 572 _umem_debug_init(void)
 573 {
 574         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 575 }
 576
 577 const char *
 578 _umem_logging_init(void)
 579 {
 580         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 581 }
 582
 583 static void
 584 dump_debug_buffer(void)
 585 {
 586         ssize_t ret __attribute__((unused));
 587
 588         if (!ztest_opts.zo_dump_dbgmsg)
 589                 return;
 590
 591         /*
 592          * We use write() instead of printf() so that this function
 593          * is safe to call from a signal handler.
 594          */
 595         ret = write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
 596         zfs_dbgmsg_print("ztest");
 597 }
 598
 599 #define BACKTRACE_SZ    100
 600
 601 static void sig_handler(int signo)
 602 {
 603         struct sigaction action;
 604 #if (__GLIBC__ && !__UCLIBC__) /* backtrace() is a GNU extension */
 605         int nptrs;
 606         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
 607
 608         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
 609         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
 610 #endif
 611         dump_debug_buffer();
 612
 613         /*
 614          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
 615          * SIGABRT can trigger a core dump.
 616          */
 617         action.sa_handler = SIG_DFL;
 618         sigemptyset(&action.sa_mask);
 619         action.sa_flags = 0;
 620         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
 621         raise(signo);
 622 }
 623
 624 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 625
 626 static const char *fatal_msg;
 627
 628 static __attribute__((format(printf, 2, 3))) __attribute__((noreturn)) void
 629 fatal(int do_perror, const char *message, ...)
 630 {
 631         va_list args;
 632         int save_errno = errno;
 633         char *buf;
 634
 635         (void) fflush(stdout);
 636         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
 637         if (buf == NULL)
 638                 goto out;
 639
 640         va_start(args, message);
 641         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 642         /* LINTED */
 643         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 644         va_end(args);
 645         if (do_perror) {
 646                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 647                     ": %s", strerror(save_errno));
 648         }
 649         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 650         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 651
 652 out:
 653         if (ztest_dump_core)
 654                 abort();
 655         else
 656                 dump_debug_buffer();
 657
 658         exit(3);
 659 }
 660
 661 static int
 662 str2shift(const char *buf)
 663 {
 664         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 665         int i;
 666
 667         if (buf[0] == '\0')
 668                 return (0);
 669         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 670                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 671                         break;
 672         }
 673         if (i == strlen(ends)) {
 674                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 675                     buf);
 676                 usage(B_FALSE);
 677         }
 678         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 679                 return (10*i);
 680         }
 681         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 682         usage(B_FALSE);
 683 }
 684
 685 static uint64_t
 686 nicenumtoull(const char *buf)
 687 {
 688         char *end;
 689         uint64_t val;
 690
 691         val = strtoull(buf, &end, 0);
 692         if (end == buf) {
 693                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 694                 usage(B_FALSE);
 695         } else if (end[0] == '.') {
 696                 double fval = strtod(buf, &end);
 697                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 698                 /*
 699                  * UINT64_MAX is not exactly representable as a double.
 700                  * The closest representation is UINT64_MAX + 1, so we
 701                  * use a >= comparison instead of > for the bounds check.
 702                  */
 703                 if (fval >= (double)UINT64_MAX) {
 704                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 705                             buf);
 706                         usage(B_FALSE);
 707                 }
 708                 val = (uint64_t)fval;
 709         } else {
 710                 int shift = str2shift(end);
 711                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 712                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 713                             buf);
 714                         usage(B_FALSE);
 715                 }
 716                 val <<= shift;
 717         }
 718         return (val);
 719 }
 720
 721 typedef struct ztest_option {
 722         const char      short_opt;
 723         const char      *long_opt;
 724         const char      *long_opt_param;
 725         const char      *comment;
 726         unsigned int    default_int;
 727         const char      *default_str;
 728 } ztest_option_t;
 729
 730 /*
 731  * The following option_table is used for generating the usage info as well as
 732  * the long and short option information for calling getopt_long().
 733  */
 734 static ztest_option_t option_table[] = {
 735         { 'v',  "vdevs", "INTEGER", "Number of vdevs", DEFAULT_VDEV_COUNT,
 736             NULL},
 737         { 's',  "vdev-size", "INTEGER", "Size of each vdev",
 738             NO_DEFAULT, DEFAULT_VDEV_SIZE_STR},
 739         { 'a',  "alignment-shift", "INTEGER",
 740             "Alignment shift; use 0 for random", DEFAULT_ASHIFT, NULL},
 741         { 'm',  "mirror-copies", "INTEGER", "Number of mirror copies",
 742             DEFAULT_MIRRORS, NULL},
 743         { 'r',  "raid-disks", "INTEGER", "Number of raidz/draid disks",
 744             DEFAULT_RAID_CHILDREN, NULL},
 745         { 'R',  "raid-parity", "INTEGER", "Raid parity",
 746             DEFAULT_RAID_PARITY, NULL},
 747         { 'K',  "raid-kind", "raidz|draid|random", "Raid kind",
 748             NO_DEFAULT, "random"},
 749         { 'D',  "draid-data", "INTEGER", "Number of draid data drives",
 750             DEFAULT_DRAID_DATA, NULL},
 751         { 'S',  "draid-spares", "INTEGER", "Number of draid spares",
 752             DEFAULT_DRAID_SPARES, NULL},
 753         { 'd',  "datasets", "INTEGER", "Number of datasets",
 754             DEFAULT_DATASETS_COUNT, NULL},
 755         { 't',  "threads", "INTEGER", "Number of ztest threads",
 756             DEFAULT_THREADS, NULL},
 757         { 'g',  "gang-block-threshold", "INTEGER",
 758             "Metaslab gang block threshold",
 759             NO_DEFAULT, DEFAULT_FORCE_GANGING_STR},
 760         { 'i',  "init-count", "INTEGER", "Number of times to initialize pool",
 761             DEFAULT_INITS, NULL},
 762         { 'k',  "kill-percentage", "INTEGER", "Kill percentage",
 763             NO_DEFAULT, DEFAULT_KILLRATE_STR},
 764         { 'p',  "pool-name", "STRING", "Pool name",
 765             NO_DEFAULT, DEFAULT_POOL},
 766         { 'f',  "vdev-file-directory", "PATH", "File directory for vdev files",
 767             NO_DEFAULT, DEFAULT_VDEV_DIR},
 768         { 'M',  "multi-host", NULL,
 769             "Multi-host; simulate pool imported on remote host",
 770             NO_DEFAULT, NULL},
 771         { 'E',  "use-existing-pool", NULL,
 772             "Use existing pool instead of creating new one", NO_DEFAULT, NULL},
 773         { 'T',  "run-time", "INTEGER", "Total run time",
 774             NO_DEFAULT, DEFAULT_RUN_TIME_STR},
 775         { 'P',  "pass-time", "INTEGER", "Time per pass",
 776             NO_DEFAULT, DEFAULT_PASS_TIME_STR},
 777         { 'F',  "freeze-loops", "INTEGER", "Max loops in spa_freeze()",
 778             DEFAULT_MAX_LOOPS, NULL},
 779         { 'B',  "alt-ztest", "PATH", "Alternate ztest path",
 780             NO_DEFAULT, NULL},
 781         { 'C',  "vdev-class-state", "on|off|random", "vdev class state",
 782             NO_DEFAULT, "random"},
 783         { 'o',  "option", "\"OPTION=INTEGER\"",
 784             "Set global variable to an unsigned 32-bit integer value",
 785             NO_DEFAULT, NULL},
 786         { 'G',  "dump-debug-msg", NULL,
 787             "Dump zfs_dbgmsg buffer before exiting due to an error",
 788             NO_DEFAULT, NULL},
 789         { 'V',  "verbose", NULL,
 790             "Verbose (use multiple times for ever more verbosity)",
 791             NO_DEFAULT, NULL},
 792         { 'h',  "help", NULL, "Show this help",
 793             NO_DEFAULT, NULL},
 794         {0, 0, 0, 0, 0, 0}
 795 };
 796
 797 static struct option *long_opts = NULL;
 798 static char *short_opts = NULL;
 799
 800 static void
 801 init_options(void)
 802 {
 803         ASSERT3P(long_opts, ==, NULL);
 804         ASSERT3P(short_opts, ==, NULL);
 805
 806         int count = sizeof (option_table) / sizeof (option_table[0]);
 807         long_opts = umem_alloc(sizeof (struct option) * count, UMEM_NOFAIL);
 808
 809         short_opts = umem_alloc(sizeof (char) * 2 * count, UMEM_NOFAIL);
 810         int short_opt_index = 0;
 811
 812         for (int i = 0; i < count; i++) {
 813                 long_opts[i].val = option_table[i].short_opt;
 814                 long_opts[i].name = option_table[i].long_opt;
 815                 long_opts[i].has_arg = option_table[i].long_opt_param != NULL
 816                     ? required_argument : no_argument;
 817                 long_opts[i].flag = NULL;
 818                 short_opts[short_opt_index++] = option_table[i].short_opt;
 819                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 820                         short_opts[short_opt_index++] = ':';
 821                 }
 822         }
 823 }
 824
 825 static void
 826 fini_options(void)
 827 {
 828         int count = sizeof (option_table) / sizeof (option_table[0]);
 829
 830         umem_free(long_opts, sizeof (struct option) * count);
 831         umem_free(short_opts, sizeof (char) * 2 * count);
 832
 833         long_opts = NULL;
 834         short_opts = NULL;
 835 }
 836
 837 static __attribute__((noreturn)) void
 838 usage(boolean_t requested)
 839 {
 840         char option[80];
 841         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 842
 843         (void) fprintf(fp, "Usage: %s [OPTIONS...]\n", DEFAULT_POOL);
 844         for (int i = 0; option_table[i].short_opt != 0; i++) {
 845                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 846                         (void) sprintf(option, "  -%c --%s=%s",
 847                             option_table[i].short_opt,
 848                             option_table[i].long_opt,
 849                             option_table[i].long_opt_param);
 850                 } else {
 851                         (void) sprintf(option, "  -%c --%s",
 852                             option_table[i].short_opt,
 853                             option_table[i].long_opt);
 854                 }
 855                 (void) fprintf(fp, "  %-40s%s", option,
 856                     option_table[i].comment);
 857
 858                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 859                         if (option_table[i].default_str != NULL) {
 860                                 (void) fprintf(fp, " (default: %s)",
 861                                     option_table[i].default_str);
 862                         } else if (option_table[i].default_int != NO_DEFAULT) {
 863                                 (void) fprintf(fp, " (default: %u)",
 864                                     option_table[i].default_int);
 865                         }
 866                 }
 867                 (void) fprintf(fp, "\n");
 868         }
 869         exit(requested ? 0 : 1);
 870 }
 871
 872 static uint64_t
 873 ztest_random(uint64_t range)
 874 {
 875         uint64_t r;
 876
 877         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 878
 879         if (range == 0)
 880                 return (0);
 881
 882         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 883                 fatal(B_TRUE, "short read from /dev/urandom");
 884
 885         return (r % range);
 886 }
 887
 888 static void
 889 ztest_parse_name_value(const char *input, ztest_shared_opts_t *zo)
 890 {
 891         char name[32];
 892         char *value;
 893         int state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 894
 895         (void) strlcpy(name, input, sizeof (name));
 896
 897         value = strchr(name, '=');
 898         if (value == NULL) {
 899                 (void) fprintf(stderr, "missing value in property=value "
 900                     "'-C' argument (%s)\n", input);
 901                 usage(B_FALSE);
 902         }
 903         *(value) = '\0';
 904         value++;
 905
 906         if (strcmp(value, "on") == 0) {
 907                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_ON;
 908         } else if (strcmp(value, "off") == 0) {
 909                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_OFF;
 910         } else if (strcmp(value, "random") == 0) {
 911                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 912         } else {
 913                 (void) fprintf(stderr, "invalid property value '%s'\n", value);
 914                 usage(B_FALSE);
 915         }
 916
 917         if (strcmp(name, "special") == 0) {
 918                 zo->zo_special_vdevs = state;
 919         } else {
 920                 (void) fprintf(stderr, "invalid property name '%s'\n", name);
 921                 usage(B_FALSE);
 922         }
 923         if (zo->zo_verbose >= 3)
 924                 (void) printf("%s vdev state is '%s'\n", name, value);
 925 }
 926
 927 static void
 928 process_options(int argc, char **argv)
 929 {
 930         char *path;
 931         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 932
 933         int opt;
 934         uint64_t value;
 935         const char *raid_kind = "random";
 936
 937         memcpy(zo, &ztest_opts_defaults, sizeof (*zo));
 938
 939         init_options();
 940
 941         while ((opt = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts,
 942             NULL)) != EOF) {
 943                 value = 0;
 944                 switch (opt) {
 945                 case 'v':
 946                 case 's':
 947                 case 'a':
 948                 case 'm':
 949                 case 'r':
 950                 case 'R':
 951                 case 'D':
 952                 case 'S':
 953                 case 'd':
 954                 case 't':
 955                 case 'g':
 956                 case 'i':
 957                 case 'k':
 958                 case 'T':
 959                 case 'P':
 960                 case 'F':
 961                         value = nicenumtoull(optarg);
 962                 }
 963                 switch (opt) {
 964                 case 'v':
 965                         zo->zo_vdevs = value;
 966                         break;
 967                 case 's':
 968                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 969                         break;
 970                 case 'a':
 971                         zo->zo_ashift = value;
 972                         break;
 973                 case 'm':
 974                         zo->zo_mirrors = value;
 975                         break;
 976                 case 'r':
 977                         zo->zo_raid_children = MAX(1, value);
 978                         break;
 979                 case 'R':
 980                         zo->zo_raid_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 981                         break;
 982                 case 'K':
 983                         raid_kind = optarg;
 984                         break;
 985                 case 'D':
 986                         zo->zo_draid_data = MAX(1, value);
 987                         break;
 988                 case 'S':
 989                         zo->zo_draid_spares = MAX(1, value);
 990                         break;
 991                 case 'd':
 992                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 993                         break;
 994                 case 't':
 995                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 996                         break;
 997                 case 'g':
 998                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
 999                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
1000                         break;
1001                 case 'i':
1002                         zo->zo_init = value;
1003                         break;
1004                 case 'k':
1005                         zo->zo_killrate = value;
1006                         break;
1007                 case 'p':
1008                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
1009                             sizeof (zo->zo_pool));
1010                         break;
1011                 case 'f':
1012                         path = realpath(optarg, NULL);
1013                         if (path == NULL) {
1014                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
1015                                     optarg, strerror(errno));
1016                                 usage(B_FALSE);
1017                         } else {
1018                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
1019                                     sizeof (zo->zo_dir));
1020                                 free(path);
1021                         }
1022                         break;
1023                 case 'M':
1024                         zo->zo_mmp_test = 1;
1025                         break;
1026                 case 'V':
1027                         zo->zo_verbose++;
1028                         break;
1029                 case 'E':
1030                         zo->zo_init = 0;
1031                         break;
1032                 case 'T':
1033                         zo->zo_time = value;
1034                         break;
1035                 case 'P':
1036                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
1037                         break;
1038                 case 'F':
1039                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
1040                         break;
1041                 case 'B':
1042                         (void) strlcpy(zo->zo_alt_ztest, optarg,
1043                             sizeof (zo->zo_alt_ztest));
1044                         break;
1045                 case 'C':
1046                         ztest_parse_name_value(optarg, zo);
1047                         break;
1048                 case 'o':
1049                         if (zo->zo_gvars_count >= ZO_GVARS_MAX_COUNT) {
1050                                 (void) fprintf(stderr,
1051                                     "max global var count (%zu) exceeded\n",
1052                                     ZO_GVARS_MAX_COUNT);
1053                                 usage(B_FALSE);
1054                         }
1055                         char *v = zo->zo_gvars[zo->zo_gvars_count];
1056                         if (strlcpy(v, optarg, ZO_GVARS_MAX_ARGLEN) >=
1057                             ZO_GVARS_MAX_ARGLEN) {
1058                                 (void) fprintf(stderr,
1059                                     "global var option '%s' is too long\n",
1060                                     optarg);
1061                                 usage(B_FALSE);
1062                         }
1063                         zo->zo_gvars_count++;
1064                         break;
1065                 case 'G':
1066                         zo->zo_dump_dbgmsg = 1;
1067                         break;
1068                 case 'h':
1069                         usage(B_TRUE);
1070                         break;
1071                 case '?':
1072                 default:
1073                         usage(B_FALSE);
1074                         break;
1075                 }
1076         }
1077
1078         fini_options();
1079
1080         /* When raid choice is 'random' add a draid pool 50% of the time */
1081         if (strcmp(raid_kind, "random") == 0) {
1082                 raid_kind = (ztest_random(2) == 0) ? "draid" : "raidz";
1083
1084                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
1085                         (void) printf("choosing RAID type '%s'\n", raid_kind);
1086         }
1087
1088         if (strcmp(raid_kind, "draid") == 0) {
1089                 uint64_t min_devsize;
1090
1091                 /* With fewer disk use 256M, otherwise 128M is OK */
1092                 min_devsize = (ztest_opts.zo_raid_children < 16) ?
1093                     (256ULL << 20) : (128ULL << 20);
1094
1095                 /* No top-level mirrors with dRAID for now */
1096                 zo->zo_mirrors = 0;
1097
1098                 /* Use more appropriate defaults for dRAID */
1099                 if (zo->zo_vdevs == ztest_opts_defaults.zo_vdevs)
1100                         zo->zo_vdevs = 1;
1101                 if (zo->zo_raid_children ==
1102                     ztest_opts_defaults.zo_raid_children)
1103                         zo->zo_raid_children = 16;
1104                 if (zo->zo_ashift < 12)
1105                         zo->zo_ashift = 12;
1106                 if (zo->zo_vdev_size < min_devsize)
1107                         zo->zo_vdev_size = min_devsize;
1108
1109                 if (zo->zo_draid_data + zo->zo_raid_parity >
1110                     zo->zo_raid_children - zo->zo_draid_spares) {
1111                         (void) fprintf(stderr, "error: too few draid "
1112                             "children (%d) for stripe width (%d)\n",
1113                             zo->zo_raid_children,
1114                             zo->zo_draid_data + zo->zo_raid_parity);
1115                         usage(B_FALSE);
1116                 }
1117
1118                 (void) strlcpy(zo->zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID,
1119                     sizeof (zo->zo_raid_type));
1120
1121         } else /* using raidz */ {
1122                 ASSERT0(strcmp(raid_kind, "raidz"));
1123
1124                 zo->zo_raid_parity = MIN(zo->zo_raid_parity,
1125                     zo->zo_raid_children - 1);
1126         }
1127
1128         zo->zo_vdevtime =
1129             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
1130             UINT64_MAX >> 2);
1131
1132         if (*zo->zo_alt_ztest) {
1133                 const char *invalid_what = "ztest";
1134                 char *val = zo->zo_alt_ztest;
1135                 if (0 != access(val, X_OK) ||
1136                     (strrchr(val, '/') == NULL && (errno == EINVAL)))
1137                         goto invalid;
1138
1139                 int dirlen = strrchr(val, '/') - val;
1140                 strlcpy(zo->zo_alt_libpath, val,
1141                     MIN(sizeof (zo->zo_alt_libpath), dirlen + 1));
1142                 invalid_what = "library path", val = zo->zo_alt_libpath;
1143                 if (strrchr(val, '/') == NULL && (errno == EINVAL))
1144                         goto invalid;
1145                 *strrchr(val, '/') = '\0';
1146                 strlcat(val, "/lib", sizeof (zo->zo_alt_libpath));
1147
1148                 if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK))
1149                         goto invalid;
1150                 return;
1151
1152 invalid:
1153                 ztest_dump_core = B_FALSE;
1154                 fatal(B_TRUE, "invalid alternate %s %s", invalid_what, val);
1155         }
1156 }
1157
1158 static void
1159 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
1160 {
1161         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
1162         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
1163
1164         /*
1165          * Before we kill ourselves, make sure that the config is updated.
1166          * See comment above spa_write_cachefile().
1167          */
1168         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1169         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE, B_FALSE);
1170         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1171
1172         (void) raise(SIGKILL);
1173 }
1174
1175 static void
1176 ztest_record_enospc(const char *s)
1177 {
1178         (void) s;
1179         ztest_shared->zs_enospc_count++;
1180 }
1181
1182 static uint64_t
1183 ztest_get_ashift(void)
1184 {
1185         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
1186                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
1187         return (ztest_opts.zo_ashift);
1188 }
1189
1190 static boolean_t
1191 ztest_is_draid_spare(const char *name)
1192 {
1193         uint64_t spare_id = 0, parity = 0, vdev_id = 0;
1194
1195         if (sscanf(name, VDEV_TYPE_DRAID "%"PRIu64"-%"PRIu64"-%"PRIu64"",
1196             &parity, &vdev_id, &spare_id) == 3) {
1197                 return (B_TRUE);
1198         }
1199
1200         return (B_FALSE);
1201 }
1202
1203 static nvlist_t *
1204 make_vdev_file(const char *path, const char *aux, const char *pool,
1205     size_t size, uint64_t ashift)
1206 {
1207         char *pathbuf = NULL;
1208         uint64_t vdev;
1209         nvlist_t *file;
1210         boolean_t draid_spare = B_FALSE;
1211
1212
1213         if (ashift == 0)
1214                 ashift = ztest_get_ashift();
1215
1216         if (path == NULL) {
1217                 pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1218                 path = pathbuf;
1219
1220                 if (aux != NULL) {
1221                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
1222                         (void) snprintf(pathbuf, MAXPATHLEN,
1223                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
1224                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
1225                             aux, vdev);
1226                 } else {
1227                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
1228                         (void) snprintf(pathbuf, MAXPATHLEN,
1229                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
1230                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
1231                 }
1232         } else {
1233                 draid_spare = ztest_is_draid_spare(path);
1234         }
1235
1236         if (size != 0 && !draid_spare) {
1237                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
1238                 if (fd == -1)
1239                         fatal(B_TRUE, "can't open %s", path);
1240                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
1241                         fatal(B_TRUE, "can't ftruncate %s", path);
1242                 (void) close(fd);
1243         }
1244
1245         file = fnvlist_alloc();
1246         fnvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1247             draid_spare ? VDEV_TYPE_DRAID_SPARE : VDEV_TYPE_FILE);
1248         fnvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path);
1249         fnvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift);
1250         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
1251
1252         return (file);
1253 }
1254
1255 static nvlist_t *
1256 make_vdev_raid(const char *path, const char *aux, const char *pool, size_t size,
1257     uint64_t ashift, int r)
1258 {
1259         nvlist_t *raid, **child;
1260         int c;
1261
1262         if (r < 2)
1263                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
1264         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1265
1266         for (c = 0; c < r; c++)
1267                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
1268
1269         raid = fnvlist_alloc();
1270         fnvlist_add_string(raid, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1271             ztest_opts.zo_raid_type);
1272         fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
1273             ztest_opts.zo_raid_parity);
1274         fnvlist_add_nvlist_array(raid, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1275             (const nvlist_t **)child, r);
1276
1277         if (strcmp(ztest_opts.zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID) == 0) {
1278                 uint64_t ndata = ztest_opts.zo_draid_data;
1279                 uint64_t nparity = ztest_opts.zo_raid_parity;
1280                 uint64_t nspares = ztest_opts.zo_draid_spares;
1281                 uint64_t children = ztest_opts.zo_raid_children;
1282                 uint64_t ngroups = 1;
1283
1284                 /*
1285                  * Calculate the minimum number of groups required to fill a
1286                  * slice. This is the LCM of the stripe width (data + parity)
1287                  * and the number of data drives (children - spares).
1288                  */
1289                 while (ngroups * (ndata + nparity) % (children - nspares) != 0)
1290                         ngroups++;
1291
1292                 /* Store the basic dRAID configuration. */
1293                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NDATA, ndata);
1294                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NSPARES, nspares);
1295                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NGROUPS, ngroups);
1296         }
1297
1298         for (c = 0; c < r; c++)
1299                 fnvlist_free(child[c]);
1300
1301         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
1302
1303         return (raid);
1304 }
1305
1306 static nvlist_t *
1307 make_vdev_mirror(const char *path, const char *aux, const char *pool,
1308     size_t size, uint64_t ashift, int r, int m)
1309 {
1310         nvlist_t *mirror, **child;
1311         int c;
1312
1313         if (m < 1)
1314                 return (make_vdev_raid(path, aux, pool, size, ashift, r));
1315
1316         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1317
1318         for (c = 0; c < m; c++)
1319                 child[c] = make_vdev_raid(path, aux, pool, size, ashift, r);
1320
1321         mirror = fnvlist_alloc();
1322         fnvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_MIRROR);
1323         fnvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1324             (const nvlist_t **)child, m);
1325
1326         for (c = 0; c < m; c++)
1327                 fnvlist_free(child[c]);
1328
1329         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
1330
1331         return (mirror);
1332 }
1333
1334 static nvlist_t *
1335 make_vdev_root(const char *path, const char *aux, const char *pool, size_t size,
1336     uint64_t ashift, const char *class, int r, int m, int t)
1337 {
1338         nvlist_t *root, **child;
1339         int c;
1340         boolean_t log;
1341
1342         ASSERT3S(t, >, 0);
1343
1344         log = (class != NULL && strcmp(class, "log") == 0);
1345
1346         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1347
1348         for (c = 0; c < t; c++) {
1349                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1350                     r, m);
1351                 fnvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, log);
1352
1353                 if (class != NULL && class[0] != '\0') {
1354                         ASSERT(m > 1 || log);   /* expecting a mirror */
1355                         fnvlist_add_string(child[c],
1356                             ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS, class);
1357                 }
1358         }
1359
1360         root = fnvlist_alloc();
1361         fnvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT);
1362         fnvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1363             (const nvlist_t **)child, t);
1364
1365         for (c = 0; c < t; c++)
1366                 fnvlist_free(child[c]);
1367
1368         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1369
1370         return (root);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1375  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1376  */
1377 static uint64_t
1378 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1379 {
1380         uint64_t version = initial_version;
1381
1382         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1383                 version = version +
1384                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1385         }
1386
1387         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1388                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1389
1390         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1391         return (version);
1392 }
1393
1394 static int
1395 ztest_random_blocksize(void)
1396 {
1397         ASSERT3U(ztest_spa->spa_max_ashift, !=, 0);
1398
1399         /*
1400          * Choose a block size >= the ashift.
1401          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1402          */
1403         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1404         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1405                 maxbs = 20;
1406         uint64_t block_shift =
1407             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1408         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1409 }
1410
1411 static int
1412 ztest_random_dnodesize(void)
1413 {
1414         int slots;
1415         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1416
1417         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1418                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1419
1420         /*
1421          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1422          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1423          * usage.
1424          */
1425         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1426         switch (ztest_random(10)) {
1427         case 0:
1428                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1429                 break;
1430         case 1 ... 4:
1431                 slots = 2 + ztest_random(3);
1432                 break;
1433         default:
1434                 slots = 1;
1435                 break;
1436         }
1437
1438         return (slots << DNODE_SHIFT);
1439 }
1440
1441 static int
1442 ztest_random_ibshift(void)
1443 {
1444         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1445             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1446 }
1447
1448 static uint64_t
1449 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1450 {
1451         uint64_t top;
1452         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1453         vdev_t *tvd;
1454
1455         ASSERT3U(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER), !=, 0);
1456
1457         do {
1458                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1459                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1460         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1461             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1462
1463         return (top);
1464 }
1465
1466 static uint64_t
1467 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1468 {
1469         uint64_t value;
1470
1471         do {
1472                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1473         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1474
1475         return (value);
1476 }
1477
1478 static int
1479 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1480     boolean_t inherit)
1481 {
1482         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1483         const char *valname;
1484         char *setpoint;
1485         uint64_t curval;
1486         int error;
1487
1488         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1489             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1490
1491         if (error == ENOSPC) {
1492                 ztest_record_enospc(FTAG);
1493                 return (error);
1494         }
1495         ASSERT0(error);
1496
1497         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1498         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1499
1500         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1501                 int err;
1502
1503                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1504                 if (err)
1505                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1506                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1507                 else
1508                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1509                             osname, propname, valname, setpoint);
1510         }
1511         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1512
1513         return (error);
1514 }
1515
1516 static int
1517 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1518 {
1519         spa_t *spa = ztest_spa;
1520         nvlist_t *props = NULL;
1521         int error;
1522
1523         props = fnvlist_alloc();
1524         fnvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value);
1525
1526         error = spa_prop_set(spa, props);
1527
1528         fnvlist_free(props);
1529
1530         if (error == ENOSPC) {
1531                 ztest_record_enospc(FTAG);
1532                 return (error);
1533         }
1534         ASSERT0(error);
1535
1536         return (error);
1537 }
1538
1539 static int
1540 ztest_dmu_objset_own(const char *name, dmu_objset_type_t type,
1541     boolean_t readonly, boolean_t decrypt, const void *tag, objset_t **osp)
1542 {
1543         int err;
1544         char *cp = NULL;
1545         char ddname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
1546
1547         strlcpy(ddname, name, sizeof (ddname));
1548         cp = strchr(ddname, '@');
1549         if (cp != NULL)
1550                 *cp = '\0';
1551
1552         err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1553         while (decrypt && err == EACCES) {
1554                 dsl_crypto_params_t *dcp;
1555                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
1556
1557                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
1558                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
1559                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, NULL,
1560                     crypto_args, &dcp));
1561                 err = spa_keystore_load_wkey(ddname, dcp, B_FALSE);
1562                 /*
1563                  * Note: if there was an error loading, the wkey was not
1564                  * consumed, and needs to be freed.
1565                  */
1566                 dsl_crypto_params_free(dcp, (err != 0));
1567                 fnvlist_free(crypto_args);
1568
1569                 if (err == EINVAL) {
1570                         /*
1571                          * We couldn't load a key for this dataset so try
1572                          * the parent. This loop will eventually hit the
1573                          * encryption root since ztest only makes clones
1574                          * as children of their origin datasets.
1575                          */
1576                         cp = strrchr(ddname, '/');
1577                         if (cp == NULL)
1578                                 return (err);
1579
1580                         *cp = '\0';
1581                         err = EACCES;
1582                         continue;
1583                 } else if (err != 0) {
1584                         break;
1585                 }
1586
1587                 err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1588                 break;
1589         }
1590
1591         return (err);
1592 }
1593
1594 static void
1595 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1596 {
1597         rll->rll_writer = NULL;
1598         rll->rll_readers = 0;
1599         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1600         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1601 }
1602
1603 static void
1604 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1605 {
1606         ASSERT3P(rll->rll_writer, ==, NULL);
1607         ASSERT0(rll->rll_readers);
1608         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1609         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1610 }
1611
1612 static void
1613 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1614 {
1615         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1616
1617         if (type == RL_READER) {
1618                 while (rll->rll_writer != NULL)
1619                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1620                 rll->rll_readers++;
1621         } else {
1622                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1623                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1624                 rll->rll_writer = curthread;
1625         }
1626
1627         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1628 }
1629
1630 static void
1631 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1632 {
1633         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1634
1635         if (rll->rll_writer) {
1636                 ASSERT0(rll->rll_readers);
1637                 rll->rll_writer = NULL;
1638         } else {
1639                 ASSERT3S(rll->rll_readers, >, 0);
1640                 ASSERT3P(rll->rll_writer, ==, NULL);
1641                 rll->rll_readers--;
1642         }
1643
1644         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1645                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1646
1647         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1648 }
1649
1650 static void
1651 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1652 {
1653         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1654
1655         ztest_rll_lock(rll, type);
1656 }
1657
1658 static void
1659 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1660 {
1661         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1662
1663         ztest_rll_unlock(rll);
1664 }
1665
1666 static rl_t *
1667 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1668     uint64_t size, rl_type_t type)
1669 {
1670         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1671         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1672         rl_t *rl;
1673
1674         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1675         rl->rl_object = object;
1676         rl->rl_offset = offset;
1677         rl->rl_size = size;
1678         rl->rl_lock = rll;
1679
1680         ztest_rll_lock(rll, type);
1681
1682         return (rl);
1683 }
1684
1685 static void
1686 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1687 {
1688         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1689
1690         ztest_rll_unlock(rll);
1691
1692         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1693 }
1694
1695 static void
1696 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1697 {
1698         zd->zd_os = os;
1699         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1700         zd->zd_shared = szd;
1701         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1702         int l;
1703
1704         if (zd->zd_shared != NULL)
1705                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1706
1707         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL));
1708         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1709
1710         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1711                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1712
1713         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1714                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1715 }
1716
1717 static void
1718 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1719 {
1720         int l;
1721
1722         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1723         (void) pthread_rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1724
1725         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1726                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1727
1728         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1729                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1730 }
1731
1732 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1733
1734 static uint64_t
1735 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1736 {
1737         uint64_t txg;
1738         int error;
1739
1740         /*
1741          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1742          */
1743         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1744         if (error) {
1745                 if (error == ERESTART) {
1746                         ASSERT3U(txg_how, ==, TXG_NOWAIT);
1747                         dmu_tx_wait(tx);
1748                 } else {
1749                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1750                         ztest_record_enospc(tag);
1751                 }
1752                 dmu_tx_abort(tx);
1753                 return (0);
1754         }
1755         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1756         ASSERT3U(txg, !=, 0);
1757         return (txg);
1758 }
1759
1760 static void
1761 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1762     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1763     uint64_t crtxg)
1764 {
1765         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1766         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1767         bt->bt_object = object;
1768         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1769         bt->bt_offset = offset;
1770         bt->bt_gen = gen;
1771         bt->bt_txg = txg;
1772         bt->bt_crtxg = crtxg;
1773 }
1774
1775 static void
1776 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1777     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1778     uint64_t crtxg)
1779 {
1780         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1781         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1782         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1783         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1784         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1785         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1786         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1787         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1788 }
1789
1790 static ztest_block_tag_t *
1791 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1792 {
1793         dmu_object_info_t doi;
1794         ztest_block_tag_t *bt;
1795
1796         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1797         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1798         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1799         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1800
1801         return (bt);
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1806  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1807  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1808  */
1809 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1810         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1811
1812 /*
1813  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1814  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1815  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1816  * interior regions of large dnodes.
1817  */
1818 static void
1819 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1820     objset_t *os, uint64_t gen)
1821 {
1822         uint64_t *bonusp;
1823
1824         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1825
1826         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1827                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1828                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1829                 *bonusp = token;
1830         }
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1835  * expected tokens.
1836  */
1837 static void
1838 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1839     objset_t *os, uint64_t gen)
1840 {
1841         uint64_t *bonusp;
1842
1843         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1844                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1845                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1846                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1847         }
1848 }
1849
1850 /*
1851  * ZIL logging ops
1852  */
1853
1854 #define lrz_type        lr_mode
1855 #define lrz_blocksize   lr_uid
1856 #define lrz_ibshift     lr_gid
1857 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1858 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1859
1860 static void
1861 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1862 {
1863         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1864         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1865         itx_t *itx;
1866
1867         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1868                 return;
1869
1870         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1871         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1872             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1873
1874         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1875 }
1876
1877 static void
1878 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1879 {
1880         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1881         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1882         itx_t *itx;
1883
1884         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1885                 return;
1886
1887         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1888         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1889             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1890
1891         itx->itx_oid = object;
1892         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1893 }
1894
1895 static void
1896 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1897 {
1898         itx_t *itx;
1899         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1900
1901         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1902                 return;
1903
1904         if (lr->lr_length > zil_max_log_data(zd->zd_zilog))
1905                 write_state = WR_INDIRECT;
1906
1907         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1908             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1909
1910         if (write_state == WR_COPIED &&
1911             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1912             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1913                 zil_itx_destroy(itx);
1914                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1915                 write_state = WR_NEED_COPY;
1916         }
1917         itx->itx_private = zd;
1918         itx->itx_wr_state = write_state;
1919         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1920
1921         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1922             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1923
1924         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1925 }
1926
1927 static void
1928 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1929 {
1930         itx_t *itx;
1931
1932         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1933                 return;
1934
1935         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1936         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1937             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1938
1939         itx->itx_sync = B_FALSE;
1940         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1941 }
1942
1943 static void
1944 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1945 {
1946         itx_t *itx;
1947
1948         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1949                 return;
1950
1951         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1952         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1953             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1954
1955         itx->itx_sync = B_FALSE;
1956         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1957 }
1958
1959 /*
1960  * ZIL replay ops
1961  */
1962 static int
1963 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1964 {
1965         ztest_ds_t *zd = arg1;
1966         lr_create_t *lr = arg2;
1967         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1968         objset_t *os = zd->zd_os;
1969         ztest_block_tag_t *bbt;
1970         dmu_buf_t *db;
1971         dmu_tx_t *tx;
1972         uint64_t txg;
1973         int error = 0;
1974         int bonuslen;
1975
1976         if (byteswap)
1977                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1978
1979         ASSERT3U(lr->lr_doid, ==, ZTEST_DIROBJ);
1980         ASSERT3S(name[0], !=, '\0');
1981
1982         tx = dmu_tx_create(os);
1983
1984         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1985
1986         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1987                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1988         } else {
1989                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1990         }
1991
1992         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1993         if (txg == 0)
1994                 return (ENOSPC);
1995
1996         ASSERT3U(dmu_objset_zil(os)->zl_replay, ==, !!lr->lr_foid);
1997         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1998
1999         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
2000                 if (lr->lr_foid == 0) {
2001                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
2002                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
2003                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2004                 } else {
2005                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
2006                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
2007                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2008                 }
2009         } else {
2010                 if (lr->lr_foid == 0) {
2011                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
2012                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
2013                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2014                 } else {
2015                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
2016                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
2017                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2018                 }
2019         }
2020
2021         if (error) {
2022                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
2023                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
2024                 dmu_tx_commit(tx);
2025                 return (error);
2026         }
2027
2028         ASSERT3U(lr->lr_foid, !=, 0);
2029
2030         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
2031                 VERIFY0(dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
2032                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
2033
2034         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2035         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2036         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2037         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
2038             lr->lr_gen, txg, txg);
2039         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
2040         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2041
2042         VERIFY0(zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
2043             &lr->lr_foid, tx));
2044
2045         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
2046
2047         dmu_tx_commit(tx);
2048
2049         return (0);
2050 }
2051
2052 static int
2053 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2054 {
2055         ztest_ds_t *zd = arg1;
2056         lr_remove_t *lr = arg2;
2057         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
2058         objset_t *os = zd->zd_os;
2059         dmu_object_info_t doi;
2060         dmu_tx_t *tx;
2061         uint64_t object, txg;
2062
2063         if (byteswap)
2064                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2065
2066         ASSERT3U(lr->lr_doid, ==, ZTEST_DIROBJ);
2067         ASSERT3S(name[0], !=, '\0');
2068
2069         VERIFY0(
2070             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
2071         ASSERT3U(object, !=, 0);
2072
2073         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
2074
2075         VERIFY0(dmu_object_info(os, object, &doi));
2076
2077         tx = dmu_tx_create(os);
2078
2079         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
2080         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
2081
2082         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2083         if (txg == 0) {
2084                 ztest_object_unlock(zd, object);
2085                 return (ENOSPC);
2086         }
2087
2088         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
2089                 VERIFY0(zap_destroy(os, object, tx));
2090         } else {
2091                 VERIFY0(dmu_object_free(os, object, tx));
2092         }
2093
2094         VERIFY0(zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
2095
2096         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
2097
2098         dmu_tx_commit(tx);
2099
2100         ztest_object_unlock(zd, object);
2101
2102         return (0);
2103 }
2104
2105 static int
2106 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2107 {
2108         ztest_ds_t *zd = arg1;
2109         lr_write_t *lr = arg2;
2110         objset_t *os = zd->zd_os;
2111         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
2112         uint64_t offset, length;
2113         ztest_block_tag_t *bt = data;
2114         ztest_block_tag_t *bbt;
2115         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
2116         dmu_object_info_t doi;
2117         dmu_tx_t *tx;
2118         dmu_buf_t *db;
2119         arc_buf_t *abuf = NULL;
2120         rl_t *rl;
2121
2122         if (byteswap)
2123                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2124
2125         offset = lr->lr_offset;
2126         length = lr->lr_length;
2127
2128         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
2129         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
2130                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
2131                 if (length < blocksize) {
2132                         offset -= offset % blocksize;
2133                         length = blocksize;
2134                 }
2135         }
2136
2137         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
2138                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
2139
2140         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
2141                 bt = NULL;
2142
2143         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2144         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
2145
2146         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2147
2148         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2149
2150         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2151         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2152         gen = bbt->bt_gen;
2153         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2154         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2155
2156         tx = dmu_tx_create(os);
2157
2158         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
2159
2160         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
2161             P2PHASE(offset, length) == 0)
2162                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
2163
2164         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2165         if (txg == 0) {
2166                 if (abuf != NULL)
2167                         dmu_return_arcbuf(abuf);
2168                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2169                 ztest_range_unlock(rl);
2170                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2171                 return (ENOSPC);
2172         }
2173
2174         if (bt != NULL) {
2175                 /*
2176                  * Usually, verify the old data before writing new data --
2177                  * but not always, because we also want to verify correct
2178                  * behavior when the data was not recently read into cache.
2179                  */
2180                 ASSERT(doi.doi_data_block_size);
2181                 ASSERT0(offset % doi.doi_data_block_size);
2182                 if (ztest_random(4) != 0) {
2183                         int prefetch = ztest_random(2) ?
2184                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
2185                         ztest_block_tag_t rbt;
2186
2187                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
2188                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
2189                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
2190                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
2191                                     offset, gen, txg, crtxg);
2192                         }
2193                 }
2194
2195                 /*
2196                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
2197                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
2198                  * open-context data, which may be different than the data
2199                  * as it was when the write was generated.
2200                  */
2201                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2202                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
2203                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
2204                             bt->bt_crtxg);
2205                 }
2206
2207                 /*
2208                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
2209                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
2210                  */
2211                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
2212                     crtxg);
2213         }
2214
2215         if (abuf == NULL) {
2216                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
2217         } else {
2218                 memcpy(abuf->b_data, data, length);
2219                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(db, offset, abuf, tx));
2220         }
2221
2222         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
2223
2224         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2225
2226         dmu_tx_commit(tx);
2227
2228         ztest_range_unlock(rl);
2229         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2230
2231         return (0);
2232 }
2233
2234 static int
2235 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2236 {
2237         ztest_ds_t *zd = arg1;
2238         lr_truncate_t *lr = arg2;
2239         objset_t *os = zd->zd_os;
2240         dmu_tx_t *tx;
2241         uint64_t txg;
2242         rl_t *rl;
2243
2244         if (byteswap)
2245                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2246
2247         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2248         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
2249             RL_WRITER);
2250
2251         tx = dmu_tx_create(os);
2252
2253         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
2254
2255         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2256         if (txg == 0) {
2257                 ztest_range_unlock(rl);
2258                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2259                 return (ENOSPC);
2260         }
2261
2262         VERIFY0(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
2263             lr->lr_length, tx));
2264
2265         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
2266
2267         dmu_tx_commit(tx);
2268
2269         ztest_range_unlock(rl);
2270         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2271
2272         return (0);
2273 }
2274
2275 static int
2276 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2277 {
2278         ztest_ds_t *zd = arg1;
2279         lr_setattr_t *lr = arg2;
2280         objset_t *os = zd->zd_os;
2281         dmu_tx_t *tx;
2282         dmu_buf_t *db;
2283         ztest_block_tag_t *bbt;
2284         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
2285
2286         if (byteswap)
2287                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2288
2289         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
2290
2291         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2292
2293         tx = dmu_tx_create(os);
2294         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
2295
2296         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2297         if (txg == 0) {
2298                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2299                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2300                 return (ENOSPC);
2301         }
2302
2303         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2304         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2305         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2306         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2307         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2308
2309         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2310                 ASSERT3U(lr->lr_size, !=, 0);
2311                 ASSERT3U(lr->lr_mode, !=, 0);
2312                 ASSERT3U(lrtxg, !=, 0);
2313         } else {
2314                 /*
2315                  * Randomly change the size and increment the generation.
2316                  */
2317                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2318                     sizeof (*bbt);
2319                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2320                 ASSERT0(lrtxg);
2321         }
2322
2323         /*
2324          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2325          */
2326         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2327             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2328
2329         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2330
2331         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2332         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2333         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2334         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2335
2336         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2337             txg, crtxg);
2338         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2339         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2340
2341         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2342
2343         dmu_tx_commit(tx);
2344
2345         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2346
2347         return (0);
2348 }
2349
2350 static zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2351         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
2352         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
2353         NULL,                   /* TX_MKDIR */
2354         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
2355         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
2356         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2357         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2358         NULL,                   /* TX_LINK */
2359         NULL,                   /* TX_RENAME */
2360         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2361         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2362         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2363         NULL,                   /* TX_ACL */
2364         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2365         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2366         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2367         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2368         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2369         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2370         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2371         NULL,                   /* TX_SETSAXATTR */
2372         NULL,                   /* TX_RENAME_EXCHANGE */
2373         NULL,                   /* TX_RENAME_WHITEOUT */
2374 };
2375
2376 /*
2377  * ZIL get_data callbacks
2378  */
2379
2380 static void
2381 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2382 {
2383         (void) error;
2384         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
2385         uint64_t object = ((rl_t *)zgd->zgd_lr)->rl_object;
2386
2387         if (zgd->zgd_db)
2388                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2389
2390         ztest_range_unlock((rl_t *)zgd->zgd_lr);
2391         ztest_object_unlock(zd, object);
2392
2393         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2394 }
2395
2396 static int
2397 ztest_get_data(void *arg, uint64_t arg2, lr_write_t *lr, char *buf,
2398     struct lwb *lwb, zio_t *zio)
2399 {
2400         (void) arg2;
2401         ztest_ds_t *zd = arg;
2402         objset_t *os = zd->zd_os;
2403         uint64_t object = lr->lr_foid;
2404         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2405         uint64_t size = lr->lr_length;
2406         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2407         uint64_t crtxg;
2408         dmu_object_info_t doi;
2409         dmu_buf_t *db;
2410         zgd_t *zgd;
2411         int error;
2412
2413         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2414         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2415         ASSERT3U(size, !=, 0);
2416
2417         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2418         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2419         if (error) {
2420                 ztest_object_unlock(zd, object);
2421                 return (error);
2422         }
2423
2424         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2425
2426         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2427                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2428                 ztest_object_unlock(zd, object);
2429                 return (ENOENT);
2430         }
2431
2432         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2433         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2434         db = NULL;
2435
2436         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2437         zgd->zgd_lwb = lwb;
2438         zgd->zgd_private = zd;
2439
2440         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2441                 zgd->zgd_lr = (struct zfs_locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2442                     object, offset, size, RL_READER);
2443
2444                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2445                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2446                 ASSERT0(error);
2447         } else {
2448                 size = doi.doi_data_block_size;
2449                 if (ISP2(size)) {
2450                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2451                 } else {
2452                         ASSERT3U(offset, <, size);
2453                         offset = 0;
2454                 }
2455
2456                 zgd->zgd_lr = (struct zfs_locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2457                     object, offset, size, RL_READER);
2458
2459                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2460                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2461
2462                 if (error == 0) {
2463                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2464
2465                         zgd->zgd_db = db;
2466                         zgd->zgd_bp = bp;
2467
2468                         ASSERT3U(db->db_offset, ==, offset);
2469                         ASSERT3U(db->db_size, ==, size);
2470
2471                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2472                             ztest_get_done, zgd);
2473
2474                         if (error == 0)
2475                                 return (0);
2476                 }
2477         }
2478
2479         ztest_get_done(zgd, error);
2480
2481         return (error);
2482 }
2483
2484 static void *
2485 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2486 {
2487         char *lr;
2488         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2489
2490         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2491
2492         if (name)
2493                 memcpy(lr + lrsize, name, namesize);
2494
2495         return (lr);
2496 }
2497
2498 static void
2499 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2500 {
2501         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2502
2503         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2508  */
2509 static int
2510 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2511 {
2512         int missing = 0;
2513         int error;
2514         int i;
2515
2516         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2517
2518         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2519                 od->od_object = 0;
2520                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2521                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2522                 if (error) {
2523                         ASSERT3S(error, ==, ENOENT);
2524                         ASSERT0(od->od_object);
2525                         missing++;
2526                 } else {
2527                         dmu_buf_t *db;
2528                         ztest_block_tag_t *bbt;
2529                         dmu_object_info_t doi;
2530
2531                         ASSERT3U(od->od_object, !=, 0);
2532                         ASSERT0(missing);       /* there should be no gaps */
2533
2534                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2535                         VERIFY0(dmu_bonus_hold(zd->zd_os, od->od_object,
2536                             FTAG, &db));
2537                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2538                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2539                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2540                         od->od_type = doi.doi_type;
2541                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2542                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2543                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2544                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2545                 }
2546         }
2547
2548         return (missing);
2549 }
2550
2551 static int
2552 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2553 {
2554         int missing = 0;
2555         int i;
2556
2557         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2558
2559         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2560                 if (missing) {
2561                         od->od_object = 0;
2562                         missing++;
2563                         continue;
2564                 }
2565
2566                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2567
2568                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2569                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2570                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2571                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2572                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2573                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2574                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2575                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2576                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2577
2578                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2579                         ASSERT0(missing);
2580                         od->od_object = 0;
2581                         missing++;
2582                 } else {
2583                         od->od_object = lr->lr_foid;
2584                         od->od_type = od->od_crtype;
2585                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2586                         od->od_gen = od->od_crgen;
2587                         ASSERT3U(od->od_object, !=, 0);
2588                 }
2589
2590                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2591         }
2592
2593         return (missing);
2594 }
2595
2596 static int
2597 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2598 {
2599         int missing = 0;
2600         int error;
2601         int i;
2602
2603         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2604
2605         od += count - 1;
2606
2607         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2608                 if (missing) {
2609                         missing++;
2610                         continue;
2611                 }
2612
2613                 /*
2614                  * No object was found.
2615                  */
2616                 if (od->od_object == 0)
2617                         continue;
2618
2619                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2620
2621                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2622
2623                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2624                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2625                         missing++;
2626                 } else {
2627                         od->od_object = 0;
2628                 }
2629                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2630         }
2631
2632         return (missing);
2633 }
2634
2635 static int
2636 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2637     void *data)
2638 {
2639         lr_write_t *lr;
2640         int error;
2641
2642         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2643
2644         lr->lr_foid = object;
2645         lr->lr_offset = offset;
2646         lr->lr_length = size;
2647         lr->lr_blkoff = 0;
2648         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2649
2650         memcpy(lr + 1, data, size);
2651
2652         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2653
2654         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2655
2656         return (error);
2657 }
2658
2659 static int
2660 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2661 {
2662         lr_truncate_t *lr;
2663         int error;
2664
2665         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2666
2667         lr->lr_foid = object;
2668         lr->lr_offset = offset;
2669         lr->lr_length = size;
2670
2671         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2672
2673         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2674
2675         return (error);
2676 }
2677
2678 static int
2679 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2680 {
2681         lr_setattr_t *lr;
2682         int error;
2683
2684         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2685
2686         lr->lr_foid = object;
2687         lr->lr_size = 0;
2688         lr->lr_mode = 0;
2689
2690         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2691
2692         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2693
2694         return (error);
2695 }
2696
2697 static void
2698 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2699 {
2700         objset_t *os = zd->zd_os;
2701         dmu_tx_t *tx;
2702         uint64_t txg;
2703         rl_t *rl;
2704
2705         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2706
2707         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2708         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2709
2710         tx = dmu_tx_create(os);
2711
2712         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2713
2714         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2715
2716         if (txg != 0) {
2717                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2718                 dmu_tx_commit(tx);
2719                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2720         } else {
2721                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2722         }
2723
2724         ztest_range_unlock(rl);
2725         ztest_object_unlock(zd, object);
2726 }
2727
2728 static void
2729 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2730 {
2731         int err;
2732         ztest_block_tag_t wbt;
2733         dmu_object_info_t doi;
2734         enum ztest_io_type io_type;
2735         uint64_t blocksize;
2736         void *data;
2737
2738         VERIFY0(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi));
2739         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2740         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2741
2742         /*
2743          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2744          */
2745         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2746         if (ztest_random(2) == 0)
2747                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2748
2749         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2750
2751         switch (io_type) {
2752
2753         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2754                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2755                     offset, 0, 0, 0);
2756                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2757                 break;
2758
2759         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2760                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2761                 if (ztest_random(2) == 0) {
2762                         /*
2763                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2764                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2765                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2766                          */
2767                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2768                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2769                 }
2770                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2771                 break;
2772
2773         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2774                 memset(data, 0, blocksize);
2775                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2776                 break;
2777
2778         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2779                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2780                 break;
2781
2782         case ZTEST_IO_SETATTR:
2783                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2784                 break;
2785         default:
2786                 break;
2787
2788         case ZTEST_IO_REWRITE:
2789                 (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2790                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2791                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2792                     B_FALSE);
2793                 ASSERT(err == 0 || err == ENOSPC);
2794                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2795                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2796                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2797                     B_FALSE);
2798                 ASSERT(err == 0 || err == ENOSPC);
2799                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2800
2801                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2802                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2803
2804                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2805                 break;
2806         }
2807
2808         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2809
2810         umem_free(data, blocksize);
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Initialize an object description template.
2815  */
2816 static void
2817 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, const char *tag, uint64_t index,
2818     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2819     uint64_t gen)
2820 {
2821         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2822         od->od_object = 0;
2823
2824         od->od_crtype = type;
2825         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2826         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2827         od->od_crgen = gen;
2828
2829         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2830         od->od_blocksize = 0;
2831         od->od_gen = 0;
2832
2833         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name),
2834             "%s(%"PRId64")[%"PRIu64"]",
2835             tag, id, index);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2840  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2841  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2842  * use the existing objects.
2843  */
2844 static int
2845 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2846 {
2847         int count = size / sizeof (*od);
2848         int rv = 0;
2849
2850         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2851         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2852             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2853             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2854                 rv = -1;
2855         zd->zd_od = od;
2856         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2857
2858         return (rv);
2859 }
2860
2861 void
2862 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2863 {
2864         (void) id;
2865         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2866
2867         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2868
2869         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2870
2871         /*
2872          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2873          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2874          * will verify that the log really does contain this record.
2875          */
2876         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2877         ASSERT3P(zd->zd_shared, !=, NULL);
2878         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2879         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2880         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2881
2882         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2883 }
2884
2885 /*
2886  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2887  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2888  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2889  */
2890 void
2891 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2892 {
2893         (void) id;
2894         objset_t *os = zd->zd_os;
2895
2896         /*
2897          * We hold the ztest_vdev_lock so we don't cause problems with
2898          * other threads that wish to remove a log device, such as
2899          * ztest_device_removal().
2900          */
2901         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2902
2903         /*
2904          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2905          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2906          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2907          */
2908         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2909         (void) pthread_rwlock_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2910
2911         /* zfsvfs_teardown() */
2912         zil_close(zd->zd_zilog);
2913
2914         /* zfsvfs_setup() */
2915         VERIFY3P(zil_open(os, ztest_get_data, NULL), ==, zd->zd_zilog);
2916         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2917
2918         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2919         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2920         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2925  * or create a pool with a bad vdev spec.
2926  */
2927 void
2928 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2929 {
2930         (void) zd, (void) id;
2931         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2932         spa_t *spa;
2933         nvlist_t *nvroot;
2934
2935         if (zo->zo_mmp_test)
2936                 return;
2937
2938         /*
2939          * Attempt to create using a bad file.
2940          */
2941         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2942         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2943             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2944         fnvlist_free(nvroot);
2945
2946         /*
2947          * Attempt to create using a bad mirror.
2948          */
2949         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 2, 1);
2950         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2951             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2952         fnvlist_free(nvroot);
2953
2954         /*
2955          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2956          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2957          */
2958         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2959         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2960         VERIFY3U(EEXIST, ==,
2961             spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2962         fnvlist_free(nvroot);
2963
2964         /*
2965          * We open a reference to the spa and then we try to export it
2966          * expecting one of the following errors:
2967          *
2968          * EBUSY
2969          *      Because of the reference we just opened.
2970          *
2971          * ZFS_ERR_EXPORT_IN_PROGRESS
2972          *      For the case that there is another ztest thread doing
2973          *      an export concurrently.
2974          */
2975         VERIFY0(spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2976         int error = spa_destroy(zo->zo_pool);
2977         if (error != EBUSY && error != ZFS_ERR_EXPORT_IN_PROGRESS) {
2978                 fatal(B_FALSE, "spa_destroy(%s) returned unexpected value %d",
2979                     spa->spa_name, error);
2980         }
2981         spa_close(spa, FTAG);
2982
2983         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2984 }
2985
2986 /*
2987  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2988  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2989  */
2990 void
2991 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2992 {
2993         (void) zd, (void) id;
2994         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2995         spa_t *spa = ztest_spa;
2996
2997         if (zo->zo_mmp_test)
2998                 return;
2999
3000         /*
3001          * Since enabling MMP involves setting a property, it could not be done
3002          * while the pool is suspended.
3003          */
3004         if (spa_suspended(spa))
3005                 return;
3006
3007         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
3008         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3009
3010         zfs_multihost_fail_intervals = 0;
3011
3012         if (!spa_multihost(spa)) {
3013                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
3014                 mmp_thread_start(spa);
3015         }
3016
3017         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3018         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
3019
3020         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3021         mmp_signal_all_threads();
3022         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3023
3024         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
3025         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3026
3027         if (spa_multihost(spa)) {
3028                 mmp_thread_stop(spa);
3029                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
3030         }
3031
3032         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3033         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
3034 }
3035
3036 void
3037 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3038 {
3039         (void) zd, (void) id;
3040         spa_t *spa;
3041         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
3042         uint64_t version, newversion;
3043         nvlist_t *nvroot, *props;
3044         char *name;
3045
3046         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3047                 return;
3048
3049         /* dRAID added after feature flags, skip upgrade test. */
3050         if (strcmp(ztest_opts.zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID) == 0)
3051                 return;
3052
3053         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3054         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
3055
3056         /*
3057          * Clean up from previous runs.
3058          */
3059         (void) spa_destroy(name);
3060
3061         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3062             NULL, ztest_opts.zo_raid_children, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
3063
3064         /*
3065          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
3066          * initial version is capable of supporting that feature.
3067          */
3068         switch (ztest_opts.zo_raid_parity) {
3069         case 0:
3070         case 1:
3071                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
3072                 break;
3073         case 2:
3074                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
3075                 break;
3076         case 3:
3077                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
3078                 break;
3079         }
3080
3081         /*
3082          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
3083          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
3084          */
3085         do {
3086                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
3087         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
3088
3089         props = fnvlist_alloc();
3090         fnvlist_add_uint64(props,
3091             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
3092         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL));
3093         fnvlist_free(nvroot);
3094         fnvlist_free(props);
3095
3096         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
3097         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
3098         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
3099
3100         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
3101                 (void) printf("upgrading spa version from "
3102                     "%"PRIu64" to %"PRIu64"\n",
3103                     version, newversion);
3104         }
3105
3106         spa_upgrade(spa, newversion);
3107         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
3108         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
3109             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
3110         spa_close(spa, FTAG);
3111
3112         kmem_strfree(name);
3113         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3114 }
3115
3116 static void
3117 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
3118 {
3119         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
3120
3121         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
3122
3123         switch (error) {
3124         case 0:
3125         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
3126         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3127         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3128                 break;
3129         case ENOSPC:
3130                 ztest_record_enospc(FTAG);
3131                 break;
3132         default:
3133                 fatal(B_FALSE, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
3134         }
3135 }
3136
3137 static void
3138 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
3139 {
3140         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
3141
3142         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
3143
3144         switch (error) {
3145         case 0:
3146         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3147         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
3148                 break;
3149         default:
3150                 fatal(B_FALSE, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
3151                     spa->spa_name, error);
3152         }
3153
3154 }
3155
3156 void
3157 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3158 {
3159         (void) zd, (void) id;
3160         spa_t *spa = ztest_spa;
3161
3162         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3163         if (ztest_random(2) == 0) {
3164                 ztest_spa_checkpoint(spa);
3165         } else {
3166                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
3167         }
3168         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3169 }
3170
3171
3172 static vdev_t *
3173 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
3174 {
3175         vdev_t *mvd;
3176         int c;
3177
3178         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
3179                 return (vd);
3180
3181         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
3182                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
3183                     NULL)
3184                         return (mvd);
3185
3186         return (NULL);
3187 }
3188
3189 static int
3190 spa_num_top_vdevs(spa_t *spa)
3191 {
3192         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3193         ASSERT3U(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER), ==, SCL_VDEV);
3194         return (rvd->vdev_children);
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Verify that vdev_add() works as expected.
3199  */
3200 void
3201 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3202 {
3203         (void) zd, (void) id;
3204         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3205         spa_t *spa = ztest_spa;
3206         uint64_t leaves;
3207         uint64_t guid;
3208         nvlist_t *nvroot;
3209         int error;
3210
3211         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3212                 return;
3213
3214         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3215         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) *
3216             ztest_opts.zo_raid_children;
3217
3218         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3219
3220         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = spa_num_top_vdevs(spa) * leaves;
3221
3222         /*
3223          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
3224          */
3225         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
3226                 metaslab_group_t *mg;
3227
3228                 /*
3229                  * find the first real slog in log allocation class
3230                  */
3231                 mg =  spa_log_class(spa)->mc_allocator[0].mca_rotor;
3232                 while (!mg->mg_vd->vdev_islog)
3233                         mg = mg->mg_next;
3234
3235                 guid = mg->mg_vd->vdev_guid;
3236
3237                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3238
3239                 /*
3240                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
3241                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
3242                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
3243                  * grab a reference on the dataset which may cause
3244                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
3245                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
3246                  */
3247                 pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3248                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3249                 pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3250
3251                 switch (error) {
3252                 case 0:
3253                 case EEXIST:    /* Generic zil_reset() error */
3254                 case EBUSY:     /* Replay required */
3255                 case EACCES:    /* Crypto key not loaded */
3256                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3257                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3258                         break;
3259                 default:
3260                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_remove() = %d", error);
3261                 }
3262         } else {
3263                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3264
3265                 /*
3266                  * Make 1/4 of the devices be log devices
3267                  */
3268                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
3269                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0, (ztest_random(4) == 0) ?
3270                     "log" : NULL, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors,
3271                     1);
3272
3273                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3274                 fnvlist_free(nvroot);
3275
3276                 switch (error) {
3277                 case 0:
3278                         break;
3279                 case ENOSPC:
3280                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3281                         break;
3282                 default:
3283                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add() = %d", error);
3284                 }
3285         }
3286
3287         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3288 }
3289
3290 void
3291 ztest_vdev_class_add(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3292 {
3293         (void) zd, (void) id;
3294         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3295         spa_t *spa = ztest_spa;
3296         uint64_t leaves;
3297         nvlist_t *nvroot;
3298         const char *class = (ztest_random(2) == 0) ?
3299             VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL : VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
3300         int error;
3301
3302         /*
3303          * By default add a special vdev 50% of the time
3304          */
3305         if ((ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_OFF) ||
3306             (ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_RND &&
3307             ztest_random(2) == 0)) {
3308                 return;
3309         }
3310
3311         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3312
3313         /* Only test with mirrors */
3314         if (zs->zs_mirrors < 2) {
3315                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3316                 return;
3317         }
3318
3319         /* requires feature@allocation_classes */
3320         if (!spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_ALLOCATION_CLASSES)) {
3321                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3322                 return;
3323         }
3324
3325         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) *
3326             ztest_opts.zo_raid_children;
3327
3328         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3329         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = spa_num_top_vdevs(spa) * leaves;
3330         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3331
3332         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3333             class, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors, 1);
3334
3335         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3336         fnvlist_free(nvroot);
3337
3338         if (error == ENOSPC)
3339                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3340         else if (error != 0)
3341                 fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add() = %d", error);
3342
3343         /*
3344          * 50% of the time allow small blocks in the special class
3345          */
3346         if (error == 0 &&
3347             spa_special_class(spa)->mc_groups == 1 && ztest_random(2) == 0) {
3348                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
3349                         (void) printf("Enabling special VDEV small blocks\n");
3350                 error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
3351                     ZFS_PROP_SPECIAL_SMALL_BLOCKS, 32768, B_FALSE);
3352                 ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
3353         }
3354
3355         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3356
3357         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
3358                 metaslab_class_t *mc;
3359
3360                 if (strcmp(class, VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL) == 0)
3361                         mc = spa_special_class(spa);
3362                 else
3363                         mc = spa_dedup_class(spa);
3364                 (void) printf("Added a %s mirrored vdev (of %d)\n",
3365                     class, (int)mc->mc_groups);
3366         }
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
3371  */
3372 void
3373 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3374 {
3375         (void) zd, (void) id;
3376         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3377         spa_t *spa = ztest_spa;
3378         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3379         spa_aux_vdev_t *sav;
3380         const char *aux;
3381         char *path;
3382         uint64_t guid = 0;
3383         int error, ignore_err = 0;
3384
3385         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3386                 return;
3387
3388         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3389
3390         if (ztest_random(2) == 0) {
3391                 sav = &spa->spa_spares;
3392                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
3393         } else {
3394                 sav = &spa->spa_l2cache;
3395                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
3396         }
3397
3398         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3399
3400         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3401
3402         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
3403                 /*
3404                  * Pick a random device to remove.
3405                  */
3406                 vdev_t *svd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3407
3408                 /* dRAID spares cannot be removed; try anyways to see ENOTSUP */
3409                 if (strstr(svd->vdev_path, VDEV_TYPE_DRAID) != NULL)
3410                         ignore_err = ENOTSUP;
3411
3412                 guid = svd->vdev_guid;
3413         } else {
3414                 /*
3415                  * Find an unused device we can add.
3416                  */
3417                 zs->zs_vdev_aux = 0;
3418                 for (;;) {
3419                         int c;
3420                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
3421                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
3422                             zs->zs_vdev_aux);
3423                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
3424                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
3425                                     path) == 0)
3426                                         break;
3427                         if (c == sav->sav_count &&
3428                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3429                                 break;
3430                         zs->zs_vdev_aux++;
3431                 }
3432         }
3433
3434         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3435
3436         if (guid == 0) {
3437                 /*
3438                  * Add a new device.
3439                  */
3440                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3441                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, NULL, 0, 0, 1);
3442                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3443
3444                 switch (error) {
3445                 case 0:
3446                         break;
3447                 default:
3448                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3449                 }
3450                 fnvlist_free(nvroot);
3451         } else {
3452                 /*
3453                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3454                  * vdev state first to make sure we handle removal
3455                  * of devices that have pending state changes.
3456                  */
3457                 if (ztest_random(2) == 0)
3458                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3459
3460                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3461
3462                 switch (error) {
3463                 case 0:
3464                 case EBUSY:
3465                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3466                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3467                         break;
3468                 default:
3469                         if (error != ignore_err)
3470                                 fatal(B_FALSE,
3471                                     "spa_vdev_remove(%"PRIu64") = %d",
3472                                     guid, error);
3473                 }
3474         }
3475
3476         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3477
3478         umem_free(path, MAXPATHLEN);
3479 }
3480
3481 /*
3482  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3483  */
3484 void
3485 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3486 {
3487         (void) zd, (void) id;
3488         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3489         spa_t *spa = ztest_spa;
3490         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3491         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3492         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3493         int error = 0;
3494
3495         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3496                 return;
3497
3498         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3499
3500         /* ensure we have a usable config; mirrors of raidz aren't supported */
3501         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raid_children > 1) {
3502                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3503                 return;
3504         }
3505
3506         /* clean up the old pool, if any */
3507         (void) spa_destroy("splitp");
3508
3509         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3510
3511         /* generate a config from the existing config */
3512         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3513         tree = fnvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE);
3514         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3515
3516         VERIFY0(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
3517             &child, &children));
3518
3519         schild = umem_alloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *),
3520             UMEM_NOFAIL);
3521         for (c = 0; c < children; c++) {
3522                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3523                 nvlist_t **mchild;
3524                 uint_t mchildren;
3525
3526                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3527                         schild[schildren] = fnvlist_alloc();
3528                         fnvlist_add_string(schild[schildren],
3529                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE);
3530                         fnvlist_add_uint64(schild[schildren],
3531                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1);
3532                         if (lastlogid == 0)
3533                                 lastlogid = schildren;
3534                         ++schildren;
3535                         continue;
3536                 }
3537                 lastlogid = 0;
3538                 VERIFY0(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3539                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren));
3540                 schild[schildren++] = fnvlist_dup(mchild[0]);
3541         }
3542
3543         /* OK, create a config that can be used to split */
3544         split = fnvlist_alloc();
3545         fnvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT);
3546         fnvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
3547             (const nvlist_t **)schild, lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren);
3548
3549         config = fnvlist_alloc();
3550         fnvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split);
3551
3552         for (c = 0; c < schildren; c++)
3553                 fnvlist_free(schild[c]);
3554         umem_free(schild, rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3555         fnvlist_free(split);
3556
3557         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3558
3559         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3560         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3561         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3562
3563         fnvlist_free(config);
3564
3565         if (error == 0) {
3566                 (void) printf("successful split - results:\n");
3567                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3568                 show_pool_stats(spa);
3569                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3570                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3571                 ++zs->zs_splits;
3572                 --zs->zs_mirrors;
3573         }
3574         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Verify that we can attach and detach devices.
3579  */
3580 void
3581 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3582 {
3583         (void) zd, (void) id;
3584         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3585         spa_t *spa = ztest_spa;
3586         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3587         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3588         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3589         nvlist_t *root;
3590         uint64_t leaves;
3591         uint64_t leaf, top;
3592         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3593         uint64_t oldguid, pguid;
3594         uint64_t oldsize, newsize;
3595         char *oldpath, *newpath;
3596         int replacing;
3597         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3598         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3599         int newvd_is_dspare = B_FALSE;
3600         int oldvd_is_log;
3601         int oldvd_is_special;
3602         int error, expected_error;
3603
3604         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3605                 return;
3606
3607         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3608         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3609
3610         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3611         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raid_children;
3612
3613         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
3614
3615         /*
3616          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
3617          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
3618          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
3619          * of removal.
3620          */
3621         if (ztest_device_removal_active) {
3622                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3623                 goto out;
3624         }
3625
3626         /*
3627          * Decide whether to do an attach or a replace.
3628          */
3629         replacing = ztest_random(2);
3630
3631         /*
3632          * Pick a random top-level vdev.
3633          */
3634         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3635
3636         /*
3637          * Pick a random leaf within it.
3638          */
3639         leaf = ztest_random(leaves);
3640
3641         /*
3642          * Locate this vdev.
3643          */
3644         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3645
3646         /* pick a child from the mirror */
3647         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3648                 ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_mirror_ops);
3649                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, >=, zs->zs_mirrors);
3650                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raid_children];
3651         }
3652
3653         /* pick a child out of the raidz group */
3654         if (ztest_opts.zo_raid_children > 1) {
3655                 if (strcmp(oldvd->vdev_ops->vdev_op_type, "raidz") == 0)
3656                         ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_raidz_ops);
3657                 else
3658                         ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_draid_ops);
3659                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, ==, ztest_opts.zo_raid_children);
3660                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raid_children];
3661         }
3662
3663         /*
3664          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3665          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3666          */
3667         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3668                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3669                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, >=, 2);
3670                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3671         }
3672
3673         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3674         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3675         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3676         oldvd_is_special =
3677             oldvd->vdev_top->vdev_alloc_bias == VDEV_BIAS_SPECIAL ||
3678             oldvd->vdev_top->vdev_alloc_bias == VDEV_BIAS_DEDUP;
3679         (void) strlcpy(oldpath, oldvd->vdev_path, MAXPATHLEN);
3680         pvd = oldvd->vdev_parent;
3681         pguid = pvd->vdev_guid;
3682
3683         /*
3684          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.  Prior
3685          * to the detach the pool is scrubbed in order to prevent creating
3686          * unrepairable blocks as a result of the data corruption injection.
3687          */
3688         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3689                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3690
3691                 error = ztest_scrub_impl(spa);
3692                 if (error)
3693                         goto out;
3694
3695                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3696                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3697                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3698                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3699                         fatal(B_FALSE, "detach (%s) returned %d",
3700                             oldpath, error);
3701                 goto out;
3702         }
3703
3704         /*
3705          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3706          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3707          */
3708         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3709                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3710                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3711
3712                 if (newvd->vdev_ops == &vdev_draid_spare_ops)
3713                         newvd_is_dspare = B_TRUE;
3714
3715                 (void) strlcpy(newpath, newvd->vdev_path, MAXPATHLEN);
3716         } else {
3717                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3718                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3719                     top * leaves + leaf);
3720                 if (ztest_random(2) == 0)
3721                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3722                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3723         }
3724
3725         if (newvd) {
3726                 /*
3727                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3728                  */
3729                 vdev_reopen(newvd);
3730                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3731         } else {
3732                 /*
3733                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3734                  * If it's smaller, the attach should fail.
3735                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3736                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3737                  */
3738                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3739         }
3740
3741         /*
3742          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3743          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3744          *
3745          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3746          *
3747          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3748          *
3749          * If newvd is a distributed spare and it's being attached to a
3750          * dRAID which is not its parent it should fail with EINVAL.
3751          */
3752         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3753             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3754             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3755             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3756                 expected_error = ENOTSUP;
3757         else if (newvd_is_spare &&
3758             (!replacing || oldvd_is_log || oldvd_is_special))
3759                 expected_error = ENOTSUP;
3760         else if (newvd == oldvd)
3761                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3762         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3763                 expected_error = EBUSY;
3764         else if (!newvd_is_dspare && newsize < oldsize)
3765                 expected_error = EOVERFLOW;
3766         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3767                 expected_error = EDOM;
3768         else if (newvd_is_dspare && pvd != vdev_draid_spare_get_parent(newvd))
3769                 expected_error = ENOTSUP;
3770         else
3771                 expected_error = 0;
3772
3773         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3774
3775         /*
3776          * Build the nvlist describing newpath.
3777          */
3778         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3779             ashift, NULL, 0, 0, 1);
3780
3781         /*
3782          * When supported select either a healing or sequential resilver.
3783          */
3784         boolean_t rebuilding = B_FALSE;
3785         if (pvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops ||
3786             pvd->vdev_ops ==  &vdev_root_ops) {
3787                 rebuilding = !!ztest_random(2);
3788         }
3789
3790         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing, rebuilding);
3791
3792         fnvlist_free(root);
3793
3794         /*
3795          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3796          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3797          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3798          */
3799         if (expected_error == ENOTSUP &&
3800             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3801                 expected_error = error;
3802
3803         /*
3804          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3805          */
3806         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3807                 expected_error = error;
3808
3809         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3810             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT ||
3811             error == ZFS_ERR_RESILVER_IN_PROGRESS ||
3812             error == ZFS_ERR_REBUILD_IN_PROGRESS)
3813                 expected_error = error;
3814
3815         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3816                 fatal(B_FALSE, "attach (%s %"PRIu64", %s %"PRIu64", %d) "
3817                     "returned %d, expected %d",
3818                     oldpath, oldsize, newpath,
3819                     newsize, replacing, error, expected_error);
3820         }
3821 out:
3822         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3823
3824         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3825         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3826 }
3827
3828 void
3829 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3830 {
3831         (void) zd, (void) id;
3832         spa_t *spa = ztest_spa;
3833         vdev_t *vd;
3834         uint64_t guid;
3835         int error;
3836
3837         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3838
3839         if (ztest_device_removal_active) {
3840                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3841                 return;
3842         }
3843
3844         /*
3845          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3846          */
3847         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3848         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3849         guid = vd->vdev_guid;
3850         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3851
3852         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3853         if (error == 0) {
3854                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3855                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3856
3857                 /*
3858                  * spa->spa_vdev_removal is created in a sync task that
3859                  * is initiated via dsl_sync_task_nowait(). Since the
3860                  * task may not run before spa_vdev_remove() returns, we
3861                  * must wait at least 1 txg to ensure that the removal
3862                  * struct has been created.
3863                  */
3864                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3865
3866                 while (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING)
3867                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3868         } else {
3869                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3870                 return;
3871         }
3872
3873         /*
3874          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3875          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3876          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3877          * offset are redundant and can be damaged.
3878          */
3879         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3880         if (error == 0) {
3881                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3882                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3883         }
3884
3885         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3886         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3887         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3888 }
3889
3890 /*
3891  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3892  */
3893 static vdev_t *
3894 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3895 {
3896         spa_t *spa __maybe_unused = vd->vdev_spa;
3897         size_t *newsize = arg;
3898         size_t fsize;
3899         int fd;
3900
3901         ASSERT3S(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER), ==, SCL_STATE);
3902         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3903
3904         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3905                 return (vd);
3906
3907         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3908         VERIFY0(ftruncate(fd, *newsize));
3909
3910         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3911                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3912                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3913         }
3914         (void) close(fd);
3915         return (NULL);
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3920  */
3921 static vdev_t *
3922 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3923 {
3924         (void) arg;
3925         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3926         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3927         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3928         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3929         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3930         int error;
3931
3932         ASSERT3S(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER), ==, SCL_STATE);
3933         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3934
3935         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3936         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3937         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3938         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3939
3940         /*
3941          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3942          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3943          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3944          */
3945         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3946                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3947                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %u, "
3948                             "error %d\n", newstate, error);
3949                 }
3950                 return (vd);
3951         }
3952         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3953
3954         /*
3955          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3956          * still talking to the original vdev. It's possible this
3957          * vdev may have been detached/replaced while we were
3958          * trying to online it.
3959          */
3960         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3961                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3962                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3963                             "guid %"PRIu64", state %"PRIu64", "
3964                             "expected gen %"PRIu64", got gen %"PRIu64"\n",
3965                             guid,
3966                             tvd->vdev_state,
3967                             generation,
3968                             spa->spa_config_generation);
3969                 }
3970                 return (vd);
3971         }
3972         return (NULL);
3973 }
3974
3975 /*
3976  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3977  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3978  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3979  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3980  * leaf vdev we encounter.
3981  */
3982 static vdev_t *
3983 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3984 {
3985         uint_t c;
3986
3987         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3988                 if (func == NULL)
3989                         return (vd);
3990                 else
3991                         return (func(vd, arg));
3992         }
3993
3994         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3995                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3996                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3997                         return (cvd);
3998         }
3999         return (NULL);
4000 }
4001
4002 /*
4003  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
4004  */
4005 void
4006 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4007 {
4008         (void) zd, (void) id;
4009         spa_t *spa = ztest_spa;
4010         vdev_t *vd, *tvd;
4011         metaslab_class_t *mc;
4012         metaslab_group_t *mg;
4013         size_t psize, newsize;
4014         uint64_t top;
4015         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
4016
4017         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
4018         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4019         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
4020
4021         /*
4022          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
4023          * we are running, in which case we would not be able to verify
4024          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
4025          * when the device removal completes).
4026          */
4027         if (ztest_device_removal_active) {
4028                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4029                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4030                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4031                 return;
4032         }
4033
4034         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4035
4036         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
4037         mg = tvd->vdev_mg;
4038         mc = mg->mg_class;
4039         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
4040         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
4041
4042         /*
4043          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
4044          * our top-level device.
4045          */
4046         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
4047         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
4048         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
4049
4050         psize = vd->vdev_psize;
4051
4052         /*
4053          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
4054          * original size, and it has a valid psize.
4055          */
4056         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
4057             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
4058                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4059                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4060                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4061                 return;
4062         }
4063         ASSERT3U(psize, >, 0);
4064         newsize = psize + MAX(psize / 8, SPA_MAXBLOCKSIZE);
4065         ASSERT3U(newsize, >, psize);
4066
4067         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
4068                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
4069                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
4070         }
4071
4072         /*
4073          * Growing the vdev is a two step process:
4074          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
4075          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
4076          */
4077         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
4078             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
4079             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
4080                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4081                         (void) printf("Could not expand LUN because "
4082                             "the vdev configuration changed.\n");
4083                 }
4084                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4085                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4086                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4087                 return;
4088         }
4089
4090         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4091
4092         /*
4093          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
4094          * thus we must wait for the async thread to complete any
4095          * pending tasks before proceeding.
4096          */
4097         for (;;) {
4098                 boolean_t done;
4099                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
4100                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
4101                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
4102                 if (done)
4103                         break;
4104                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
4105                 (void) poll(NULL, 0, 100);
4106         }
4107
4108         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
4109
4110         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
4111         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
4112         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
4113
4114         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
4115                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4116                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
4117                             "intervening vdev offline or remove.\n");
4118                 }
4119                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4120                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4121                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4122                 return;
4123         }
4124
4125         /*
4126          * Make sure we were able to grow the vdev.
4127          */
4128         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
4129                 fatal(B_FALSE,
4130                     "LUN expansion failed: ms_count %"PRIu64" < %"PRIu64"\n",
4131                     old_ms_count, new_ms_count);
4132         }
4133
4134         /*
4135          * Make sure we were able to grow the pool.
4136          */
4137         if (new_class_space <= old_class_space) {
4138                 fatal(B_FALSE,
4139                     "LUN expansion failed: class_space %"PRIu64" < %"PRIu64"\n",
4140                     old_class_space, new_class_space);
4141         }
4142
4143         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4144                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
4145
4146                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
4147                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
4148                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
4149                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
4150         }
4151
4152         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4153         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4154         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4155 }
4156
4157 /*
4158  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
4159  */
4160 static void
4161 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
4162 {
4163         (void) arg, (void) cr;
4164
4165         /*
4166          * Create the objects common to all ztest datasets.
4167          */
4168         VERIFY0(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
4169             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx));
4170 }
4171
4172 static int
4173 ztest_dataset_create(char *dsname)
4174 {
4175         int err;
4176         uint64_t rand;
4177         dsl_crypto_params_t *dcp = NULL;
4178
4179         /*
4180          * 50% of the time, we create encrypted datasets
4181          * using a random cipher suite and a hard-coded
4182          * wrapping key.
4183          */
4184         rand = ztest_random(2);
4185         if (rand != 0) {
4186                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
4187                 nvlist_t *props = fnvlist_alloc();
4188
4189                 /* slight bias towards the default cipher suite */
4190                 rand = ztest_random(ZIO_CRYPT_FUNCTIONS);
4191                 if (rand < ZIO_CRYPT_AES_128_CCM)
4192                         rand = ZIO_CRYPT_ON;
4193
4194                 fnvlist_add_uint64(props,
4195                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_ENCRYPTION), rand);
4196                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
4197                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
4198
4199                 /*
4200                  * These parameters aren't really used by the kernel. They
4201                  * are simply stored so that userspace knows how to load
4202                  * the wrapping key.
4203                  */
4204                 fnvlist_add_uint64(props,
4205                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYFORMAT), ZFS_KEYFORMAT_RAW);
4206                 fnvlist_add_string(props,
4207                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYLOCATION), "prompt");
4208                 fnvlist_add_uint64(props,
4209                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_SALT), 0ULL);
4210                 fnvlist_add_uint64(props,
4211                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_ITERS), 0ULL);
4212
4213                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, props,
4214                     crypto_args, &dcp));
4215
4216                 /*
4217                  * Cycle through all available encryption implementations
4218                  * to verify interoperability.
4219                  */
4220                 VERIFY0(gcm_impl_set("cycle"));
4221                 VERIFY0(aes_impl_set("cycle"));
4222
4223                 fnvlist_free(crypto_args);
4224                 fnvlist_free(props);
4225         }
4226
4227         err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0, dcp,
4228             ztest_objset_create_cb, NULL);
4229         dsl_crypto_params_free(dcp, !!err);
4230
4231         rand = ztest_random(100);
4232         if (err || rand < 80)
4233                 return (err);
4234
4235         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
4236                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
4237         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
4238             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
4239 }
4240
4241 static int
4242 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
4243 {
4244         (void) arg;
4245         objset_t *os;
4246         dmu_object_info_t doi;
4247         int error;
4248
4249         /*
4250          * Verify that the dataset contains a directory object.
4251          */
4252         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4253             B_TRUE, FTAG, &os));
4254         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
4255         if (error != ENOENT) {
4256                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
4257                 ASSERT0(error);
4258                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
4259                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
4260         }
4261         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4262
4263         /*
4264          * Destroy the dataset.
4265          */
4266         if (strchr(name, '@') != NULL) {
4267                 error = dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE);
4268                 if (error != ECHRNG) {
4269                         /*
4270                          * The program was executed, but encountered a runtime
4271                          * error, such as insufficient slop, or a hold on the
4272                          * dataset.
4273                          */
4274                         ASSERT0(error);
4275                 }
4276         } else {
4277                 error = dsl_destroy_head(name);
4278                 if (error == ENOSPC) {
4279                         /* There could be checkpoint or insufficient slop */
4280                         ztest_record_enospc(FTAG);
4281                 } else if (error != EBUSY) {
4282                         /* There could be a hold on this dataset */
4283                         ASSERT0(error);
4284                 }
4285         }
4286         return (0);
4287 }
4288
4289 static boolean_t
4290 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
4291 {
4292         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4293         int error;
4294
4295         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%"PRIu64"", id);
4296
4297         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4298         if (error == ENOSPC) {
4299                 ztest_record_enospc(FTAG);
4300                 return (B_FALSE);
4301         }
4302         if (error != 0 && error != EEXIST && error != ECHRNG) {
4303                 fatal(B_FALSE, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
4304                     snapname, error);
4305         }
4306         return (B_TRUE);
4307 }
4308
4309 static boolean_t
4310 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
4311 {
4312         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4313         int error;
4314
4315         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%"PRIu64"",
4316             osname, id);
4317
4318         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
4319         if (error != 0 && error != ENOENT && error != ECHRNG)
4320                 fatal(B_FALSE, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d",
4321                     snapname, error);
4322         return (B_TRUE);
4323 }
4324
4325 void
4326 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4327 {
4328         (void) zd;
4329         ztest_ds_t *zdtmp;
4330         int iters;
4331         int error;
4332         objset_t *os, *os2;
4333         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4334         zilog_t *zilog;
4335         int i;
4336
4337         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
4338
4339         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4340
4341         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%"PRIu64"",
4342             ztest_opts.zo_pool, id);
4343
4344         /*
4345          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
4346          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
4347          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
4348          */
4349         if (ztest_random(2) == 0 &&
4350             ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
4351             B_TRUE, FTAG, &os) == 0) {
4352                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4353                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
4354                 ztest_zd_fini(zdtmp);
4355                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4356         }
4357
4358         /*
4359          * There may be an old instance of the dataset we're about to
4360          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
4361          * and all of its snapshots.
4362          */
4363         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
4364             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
4365
4366         /*
4367          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
4368          * It may still be present if the destroy above fails with ENOSPC.
4369          */
4370         error = ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, B_TRUE,
4371             FTAG, &os);
4372         if (error == 0) {
4373                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4374                 ztest_record_enospc(FTAG);
4375                 goto out;
4376         }
4377         VERIFY3U(ENOENT, ==, error);
4378
4379         /*
4380          * Verify that we can create a new dataset.
4381          */
4382         error = ztest_dataset_create(name);
4383         if (error) {
4384                 if (error == ENOSPC) {
4385                         ztest_record_enospc(FTAG);
4386                         goto out;
4387                 }
4388                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
4389         }
4390
4391         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, B_TRUE,
4392             FTAG, &os));
4393
4394         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4395
4396         /*
4397          * Open the intent log for it.
4398          */
4399         zilog = zil_open(os, ztest_get_data, NULL);
4400
4401         /*
4402          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
4403          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
4404          */
4405         iters = ztest_random(5);
4406         for (i = 0; i < iters; i++) {
4407                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
4408                 if (ztest_random(iters) == 0)
4409                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
4410         }
4411
4412         /*
4413          * Verify that we cannot create an existing dataset.
4414          */
4415         VERIFY3U(EEXIST, ==,
4416             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL, NULL));
4417
4418         /*
4419          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
4420          */
4421         VERIFY0(dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
4422         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
4423
4424         /*
4425          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
4426          */
4427         VERIFY3U(EBUSY, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER,
4428             B_FALSE, B_TRUE, FTAG, &os2));
4429
4430         zil_close(zilog);
4431         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4432         ztest_zd_fini(zdtmp);
4433 out:
4434         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4435
4436         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
4437 }
4438
4439 /*
4440  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
4441  */
4442 void
4443 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4444 {
4445         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4446         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
4447         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
4448         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4449 }
4450
4451 /*
4452  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
4453  */
4454 static void
4455 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
4456 {
4457         char *snap1name;
4458         char *clone1name;
4459         char *snap2name;
4460         char *clone2name;
4461         char *snap3name;
4462         int error;
4463
4464         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4465         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4466         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4467         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4468         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4469
4470         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s1_%"PRIu64"",
4471             osname, id);
4472         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c1_%"PRIu64"",
4473             osname, id);
4474         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s2_%"PRIu64"",
4475             clone1name, id);
4476         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c2_%"PRIu64"",
4477             osname, id);
4478         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s3_%"PRIu64"",
4479             clone1name, id);
4480
4481         error = dsl_destroy_head(clone2name);
4482         if (error && error != ENOENT)
4483                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
4484         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
4485         if (error && error != ENOENT)
4486                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4487                     snap3name, error);
4488         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
4489         if (error && error != ENOENT)
4490                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4491                     snap2name, error);
4492         error = dsl_destroy_head(clone1name);
4493         if (error && error != ENOENT)
4494                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
4495         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
4496         if (error && error != ENOENT)
4497                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4498                     snap1name, error);
4499
4500         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4501         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4502         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4503         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4504         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4505 }
4506
4507 /*
4508  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
4509  */
4510 void
4511 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4512 {
4513         objset_t *os;
4514         char *snap1name;
4515         char *clone1name;
4516         char *snap2name;
4517         char *clone2name;
4518         char *snap3name;
4519         char *osname = zd->zd_name;
4520         int error;
4521
4522         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4523         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4524         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4525         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4526         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4527
4528         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4529
4530         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4531
4532         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s1_%"PRIu64"",
4533             osname, id);
4534         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c1_%"PRIu64"",
4535             osname, id);
4536         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s2_%"PRIu64"",
4537             clone1name, id);
4538         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c2_%"PRIu64"",
4539             osname, id);
4540         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s3_%"PRIu64"",
4541             clone1name, id);
4542
4543         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
4544         if (error && error != EEXIST) {
4545                 if (error == ENOSPC) {
4546                         ztest_record_enospc(FTAG);
4547                         goto out;
4548                 }
4549                 fatal(B_FALSE, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4550         }
4551
4552         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
4553         if (error) {
4554                 if (error == ENOSPC) {
4555                         ztest_record_enospc(FTAG);
4556                         goto out;
4557                 }
4558                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
4559         }
4560
4561         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
4562         if (error && error != EEXIST) {
4563                 if (error == ENOSPC) {
4564                         ztest_record_enospc(FTAG);
4565                         goto out;
4566                 }
4567                 fatal(B_FALSE, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4568         }
4569
4570         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
4571         if (error && error != EEXIST) {
4572                 if (error == ENOSPC) {
4573                         ztest_record_enospc(FTAG);
4574                         goto out;
4575                 }
4576                 fatal(B_FALSE, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4577         }
4578
4579         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
4580         if (error) {
4581                 if (error == ENOSPC) {
4582                         ztest_record_enospc(FTAG);
4583                         goto out;
4584                 }
4585                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
4586         }
4587
4588         error = ztest_dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE,
4589             FTAG, &os);
4590         if (error)
4591                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
4592         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
4593         if (error == ENOSPC) {
4594                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4595                 ztest_record_enospc(FTAG);
4596                 goto out;
4597         }
4598         if (error != EBUSY)
4599                 fatal(B_FALSE, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY",
4600                     clone2name, error);
4601         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4602
4603 out:
4604         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4605
4606         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4607
4608         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4609         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4610         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4611         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4612         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4613 }
4614
4615 #undef OD_ARRAY_SIZE
4616 #define OD_ARRAY_SIZE   4
4617
4618 /*
4619  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4620  */
4621 void
4622 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4623 {
4624         ztest_od_t *od;
4625         int batchsize;
4626         int size;
4627         int b;
4628
4629         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4630         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4631         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
4632
4633         for (b = 0; b < batchsize; b++)
4634                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4635                     0, 0, 0);
4636
4637         /*
4638          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4639          * and do some I/O on the new objects.
4640          */
4641         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
4642                 return;
4643
4644         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4645                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4646                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4647
4648         umem_free(od, size);
4649 }
4650
4651 /*
4652  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
4653  */
4654 void
4655 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4656 {
4657         (void) id;
4658         objset_t *os = zd->zd_os;
4659         uint_t dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
4660         uint64_t object;
4661
4662         /*
4663          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
4664          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
4665          */
4666         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
4667         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
4668         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
4669         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
4670 }
4671
4672 #undef OD_ARRAY_SIZE
4673 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4674
4675 /*
4676  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4677  */
4678 void
4679 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4680 {
4681         int size;
4682         ztest_od_t *od;
4683
4684         objset_t *os = zd->zd_os;
4685         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4686         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4687         dmu_tx_t *tx;
4688         int freeit, error;
4689         uint64_t i, n, s, txg;
4690         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4691         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4692         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4693         uint64_t regions = 997;
4694         uint64_t stride = 123456789ULL;
4695         uint64_t width = 40;
4696         int free_percent = 5;
4697
4698         /*
4699          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4700          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4701          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4702          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4703          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4704          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4705          *
4706          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4707          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4708          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4709          *
4710          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4711          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4712          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4713          *
4714          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4715          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4716          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4717          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4718          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4719          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4720          */
4721
4722         /*
4723          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4724          */
4725         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
4726         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4727             chunksize);
4728
4729         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4730                 umem_free(od, size);
4731                 return;
4732         }
4733
4734         bigobj = od[0].od_object;
4735         packobj = od[1].od_object;
4736         chunksize = od[0].od_gen;
4737         ASSERT3U(chunksize, ==, od[1].od_gen);
4738
4739         /*
4740          * Prefetch a random chunk of the big object.
4741          * Our aim here is to get some async reads in flight
4742          * for blocks that we may free below; the DMU should
4743          * handle this race correctly.
4744          */
4745         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4746         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4747         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4748             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4749
4750         /*
4751          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4752          */
4753         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4754         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4755
4756         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4757         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4758
4759         bigoff = n * chunksize;
4760         bigsize = s * chunksize;
4761
4762         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4763         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4764
4765         /*
4766          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4767          * overwriting it.
4768          */
4769         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4770
4771         /*
4772          * Read the current contents of our objects.
4773          */
4774         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4775             DMU_READ_PREFETCH);
4776         ASSERT0(error);
4777         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4778             DMU_READ_PREFETCH);
4779         ASSERT0(error);
4780
4781         /*
4782          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4783          */
4784         tx = dmu_tx_create(os);
4785
4786         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4787
4788         if (freeit)
4789                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4790         else
4791                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4792
4793         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4794         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4795
4796         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4797         if (txg == 0) {
4798                 umem_free(packbuf, packsize);
4799                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4800                 umem_free(od, size);
4801                 return;
4802         }
4803
4804         enum zio_checksum cksum;
4805         do {
4806                 cksum = (enum zio_checksum)
4807                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4808         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4809         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4810
4811         enum zio_compress comp;
4812         do {
4813                 comp = (enum zio_compress)
4814                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4815         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4816         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4817
4818         /*
4819          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4820          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4821          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4822          * with the new values we want to write out.
4823          */
4824         for (i = 0; i < s; i++) {
4825                 /* LINTED */
4826                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4827                 /* LINTED */
4828                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4829                 /* LINTED */
4830                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4831
4832                 ASSERT3U((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4833                 ASSERT3U((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4834
4835                 if (pack->bw_txg > txg)
4836                         fatal(B_FALSE,
4837                             "future leak: got %"PRIx64", open txg is %"PRIx64"",
4838                             pack->bw_txg, txg);
4839
4840                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4841                         fatal(B_FALSE, "wrong index: "
4842                             "got %"PRIx64", wanted %"PRIx64"+%"PRIx64"",
4843                             pack->bw_index, n, i);
4844
4845                 if (memcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4846                         fatal(B_FALSE, "pack/bigH mismatch in %p/%p",
4847                             pack, bigH);
4848
4849                 if (memcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4850                         fatal(B_FALSE, "pack/bigT mismatch in %p/%p",
4851                             pack, bigT);
4852
4853                 if (freeit) {
4854                         memset(pack, 0, sizeof (bufwad_t));
4855                 } else {
4856                         pack->bw_index = n + i;
4857                         pack->bw_txg = txg;
4858                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4859                 }
4860                 *bigH = *pack;
4861                 *bigT = *pack;
4862         }
4863
4864         /*
4865          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4866          * Now write them out.
4867          */
4868         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4869
4870         if (freeit) {
4871                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4872                         (void) printf("freeing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
4873                             " txg %"PRIx64"\n",
4874                             bigoff, bigsize, txg);
4875                 }
4876                 VERIFY0(dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4877         } else {
4878                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4879                         (void) printf("writing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
4880                             " txg %"PRIx64"\n",
4881                             bigoff, bigsize, txg);
4882                 }
4883                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4884         }
4885
4886         dmu_tx_commit(tx);
4887
4888         /*
4889          * Sanity check the stuff we just wrote.
4890          */
4891         {
4892                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4893                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4894
4895                 VERIFY0(dmu_read(os, packobj, packoff,
4896                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4897                 VERIFY0(dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4898                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4899
4900                 ASSERT0(memcmp(packbuf, packcheck, packsize));
4901                 ASSERT0(memcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize));
4902
4903                 umem_free(packcheck, packsize);
4904                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4905         }
4906
4907         umem_free(packbuf, packsize);
4908         umem_free(bigbuf, bigsize);
4909         umem_free(od, size);
4910 }
4911
4912 static void
4913 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4914     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4915 {
4916         uint64_t i;
4917         bufwad_t *pack;
4918         bufwad_t *bigH;
4919         bufwad_t *bigT;
4920
4921         /*
4922          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4923          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4924          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4925          * with the new values we want to write out.
4926          */
4927         for (i = 0; i < s; i++) {
4928                 /* LINTED */
4929                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4930                 /* LINTED */
4931                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4932                 /* LINTED */
4933                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4934
4935                 ASSERT3U((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4936                 ASSERT3U((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4937
4938                 if (pack->bw_txg > txg)
4939                         fatal(B_FALSE,
4940                             "future leak: got %"PRIx64", open txg is %"PRIx64"",
4941                             pack->bw_txg, txg);
4942
4943                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4944                         fatal(B_FALSE, "wrong index: "
4945                             "got %"PRIx64", wanted %"PRIx64"+%"PRIx64"",
4946                             pack->bw_index, n, i);
4947
4948                 if (memcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4949                         fatal(B_FALSE, "pack/bigH mismatch in %p/%p",
4950                             pack, bigH);
4951
4952                 if (memcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4953                         fatal(B_FALSE, "pack/bigT mismatch in %p/%p",
4954                             pack, bigT);
4955
4956                 pack->bw_index = n + i;
4957                 pack->bw_txg = txg;
4958                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4959
4960                 *bigH = *pack;
4961                 *bigT = *pack;
4962         }
4963 }
4964
4965 #undef OD_ARRAY_SIZE
4966 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4967
4968 void
4969 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4970 {
4971         objset_t *os = zd->zd_os;
4972         ztest_od_t *od;
4973         dmu_tx_t *tx;
4974         uint64_t i;
4975         int error;
4976         int size;
4977         uint64_t n, s, txg;
4978         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4979         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4980         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4981         uint64_t chunksize = blocksize;
4982         uint64_t regions = 997;
4983         uint64_t stride = 123456789ULL;
4984         uint64_t width = 9;
4985         dmu_buf_t *bonus_db;
4986         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4987         dmu_object_info_t doi;
4988
4989         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4990         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4991
4992         /*
4993          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4994          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4995          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4996          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4997          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4998          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4999          *
5000          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
5001          *      bigobj, at the head of the nth chunk
5002          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
5003          *
5004          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
5005          * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() can be tested for object updates.
5006          */
5007
5008         /*
5009          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
5010          */
5011         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5012         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
5013             chunksize);
5014
5015
5016         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
5017                 umem_free(od, size);
5018                 return;
5019         }
5020
5021         bigobj = od[0].od_object;
5022         packobj = od[1].od_object;
5023         blocksize = od[0].od_blocksize;
5024         chunksize = blocksize;
5025         ASSERT3U(chunksize, ==, od[1].od_gen);
5026
5027         VERIFY0(dmu_object_info(os, bigobj, &doi));
5028         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
5029         VERIFY3U(chunksize, ==, doi.doi_data_block_size);
5030         VERIFY3U(chunksize, >=, 2 * sizeof (bufwad_t));
5031
5032         /*
5033          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
5034          */
5035         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
5036         s = 1 + ztest_random(width - 1);
5037
5038         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
5039         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
5040
5041         bigoff = n * chunksize;
5042         bigsize = s * chunksize;
5043
5044         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
5045         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
5046
5047         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
5048
5049         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
5050
5051         /*
5052          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
5053          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
5054          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
5055          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
5056          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
5057          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
5058          * Iteration 6 one more zcopy write.
5059          */
5060         for (i = 0; i < 7; i++) {
5061                 uint64_t j;
5062                 uint64_t off;
5063
5064                 /*
5065                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
5066                  * that don't match bigobj blksz to test
5067                  * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() when it can't directly
5068                  * assign an arcbuf to a dbuf.
5069                  */
5070                 for (j = 0; j < s; j++) {
5071                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5072                                 bigbuf_arcbufs[j] =
5073                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
5074                         } else {
5075                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
5076                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
5077                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
5078                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
5079                         }
5080                 }
5081
5082                 /*
5083                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
5084                  */
5085                 tx = dmu_tx_create(os);
5086
5087                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
5088                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
5089
5090                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5091                 if (txg == 0) {
5092                         umem_free(packbuf, packsize);
5093                         umem_free(bigbuf, bigsize);
5094                         for (j = 0; j < s; j++) {
5095                                 if (i != 5 ||
5096                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5097                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
5098                                 } else {
5099                                         dmu_return_arcbuf(
5100                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
5101                                         dmu_return_arcbuf(
5102                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
5103                                 }
5104                         }
5105                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
5106                         umem_free(od, size);
5107                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
5108                         return;
5109                 }
5110
5111                 /*
5112                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
5113                  * test dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() for the case when there are
5114                  * no existing dbufs for the specified offsets.
5115                  */
5116                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
5117                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
5118                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
5119                         ASSERT0(error);
5120                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
5121                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
5122                         ASSERT0(error);
5123                 }
5124                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
5125                     n, chunksize, txg);
5126
5127                 /*
5128                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
5129                  * Now write them out.
5130                  */
5131                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
5132                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
5133                         (void) printf("writing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
5134                             " txg %"PRIx64"\n",
5135                             bigoff, bigsize, txg);
5136                 }
5137                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
5138                         dmu_buf_t *dbt;
5139                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5140                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[j]->b_data,
5141                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
5142                                     chunksize);
5143                         } else {
5144                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
5145                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
5146                                     chunksize / 2);
5147                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
5148                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
5149                                     chunksize / 2,
5150                                     chunksize / 2);
5151                         }
5152
5153                         if (i == 1) {
5154                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
5155                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
5156                         }
5157                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5158                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5159                                     off, bigbuf_arcbufs[j], tx));
5160                         } else {
5161                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5162                                     off, bigbuf_arcbufs[2 * j], tx));
5163                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5164                                     off + chunksize / 2,
5165                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx));
5166                         }
5167                         if (i == 1) {
5168                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
5169                         }
5170                 }
5171                 dmu_tx_commit(tx);
5172
5173                 /*
5174                  * Sanity check the stuff we just wrote.
5175                  */
5176                 {
5177                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
5178                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
5179
5180                         VERIFY0(dmu_read(os, packobj, packoff,
5181                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
5182                         VERIFY0(dmu_read(os, bigobj, bigoff,
5183                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
5184
5185                         ASSERT0(memcmp(packbuf, packcheck, packsize));
5186                         ASSERT0(memcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize));
5187
5188                         umem_free(packcheck, packsize);
5189                         umem_free(bigcheck, bigsize);
5190                 }
5191                 if (i == 2) {
5192                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0, B_TRUE);
5193                 } else if (i == 3) {
5194                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
5195                 }
5196         }
5197
5198         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
5199         umem_free(packbuf, packsize);
5200         umem_free(bigbuf, bigsize);
5201         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
5202         umem_free(od, size);
5203 }
5204
5205 void
5206 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5207 {
5208         (void) id;
5209         ztest_od_t *od;
5210
5211         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5212         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
5213             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5214
5215         /*
5216          * Have multiple threads write to large offsets in an object
5217          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
5218          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
5219          */
5220         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5221
5222         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
5223                 return;
5224
5225         while (ztest_random(10) != 0)
5226                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
5227
5228         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5229 }
5230
5231 void
5232 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5233 {
5234         ztest_od_t *od;
5235         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
5236             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5237         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
5238         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
5239         void *data;
5240
5241         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5242
5243         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5244
5245         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5246             !ztest_random(2)) != 0) {
5247                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5248                 return;
5249         }
5250
5251         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
5252                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5253                 return;
5254         }
5255
5256         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
5257
5258         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
5259
5260         while (ztest_random(count) != 0) {
5261                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
5262                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
5263                     data) != 0)
5264                         break;
5265                 while (ztest_random(4) != 0)
5266                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
5267         }
5268
5269         umem_free(data, blocksize);
5270         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5271 }
5272
5273 /*
5274  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
5275  */
5276 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
5277 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
5278 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
5279
5280 void
5281 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5282 {
5283         objset_t *os = zd->zd_os;
5284         ztest_od_t *od;
5285         uint64_t object;
5286         uint64_t txg, last_txg;
5287         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
5288         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
5289         int i, ints;
5290         dmu_tx_t *tx;
5291         char propname[100], txgname[100];
5292         int error;
5293         const char *const hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
5294
5295         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5296         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5297
5298         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5299             !ztest_random(2)) != 0)
5300                 goto out;
5301
5302         object = od->od_object;
5303
5304         /*
5305          * Generate a known hash collision, and verify that
5306          * we can lookup and remove both entries.
5307          */
5308         tx = dmu_tx_create(os);
5309         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5310         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5311         if (txg == 0)
5312                 goto out;
5313         for (i = 0; i < 2; i++) {
5314                 value[i] = i;
5315                 VERIFY0(zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
5316                     1, &value[i], tx));
5317         }
5318         for (i = 0; i < 2; i++) {
5319                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
5320                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
5321                 VERIFY0(
5322                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
5323                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5324                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5325         }
5326         for (i = 0; i < 2; i++) {
5327                 VERIFY0(zap_remove(os, object, hc[i], tx));
5328         }
5329         dmu_tx_commit(tx);
5330
5331         /*
5332          * Generate a bunch of random entries.
5333          */
5334         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
5335
5336         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5337         (void) sprintf(propname, "prop_%"PRIu64"", prop);
5338         (void) sprintf(txgname, "txg_%"PRIu64"", prop);
5339         memset(value, 0, sizeof (value));
5340         last_txg = 0;
5341
5342         /*
5343          * If these zap entries already exist, validate their contents.
5344          */
5345         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5346         if (error == 0) {
5347                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5348                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5349
5350                 VERIFY0(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
5351                     zl_ints, &last_txg));
5352
5353                 VERIFY0(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
5354                     &zl_ints));
5355
5356                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5357                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
5358
5359                 VERIFY0(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
5360                     zl_ints, value));
5361
5362                 for (i = 0; i < ints; i++) {
5363                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
5364                 }
5365         } else {
5366                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5367         }
5368
5369         /*
5370          * Atomically update two entries in our zap object.
5371          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
5372          * in which the property was last updated.  The second
5373          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
5374          * should be txg + object + n.
5375          */
5376         tx = dmu_tx_create(os);
5377         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5378         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5379         if (txg == 0)
5380                 goto out;
5381
5382         if (last_txg > txg)
5383                 fatal(B_FALSE, "zap future leak: old %"PRIu64" new %"PRIu64"",
5384                     last_txg, txg);
5385
5386         for (i = 0; i < ints; i++)
5387                 value[i] = txg + object + i;
5388
5389         VERIFY0(zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
5390             1, &txg, tx));
5391         VERIFY0(zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
5392             ints, value, tx));
5393
5394         dmu_tx_commit(tx);
5395
5396         /*
5397          * Remove a random pair of entries.
5398          */
5399         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5400         (void) sprintf(propname, "prop_%"PRIu64"", prop);
5401         (void) sprintf(txgname, "txg_%"PRIu64"", prop);
5402
5403         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5404
5405         if (error == ENOENT)
5406                 goto out;
5407
5408         ASSERT0(error);
5409
5410         tx = dmu_tx_create(os);
5411         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5412         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5413         if (txg == 0)
5414                 goto out;
5415         VERIFY0(zap_remove(os, object, txgname, tx));
5416         VERIFY0(zap_remove(os, object, propname, tx));
5417         dmu_tx_commit(tx);
5418 out:
5419         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5420 }
5421
5422 /*
5423  * Test case to test the upgrading of a microzap to fatzap.
5424  */
5425 void
5426 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5427 {
5428         objset_t *os = zd->zd_os;
5429         ztest_od_t *od;
5430         uint64_t object, txg, value;
5431
5432         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5433         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5434
5435         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5436             !ztest_random(2)) != 0)
5437                 goto out;
5438         object = od->od_object;
5439
5440         /*
5441          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
5442          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
5443          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
5444          */
5445         for (value = 0; value < 2050; value++) {
5446                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5447                 dmu_tx_t *tx;
5448                 int error;
5449
5450                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%"PRIu64"-%"PRIu64"",
5451                     id, value);
5452
5453                 tx = dmu_tx_create(os);
5454                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
5455                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5456                 if (txg == 0)
5457                         goto out;
5458                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
5459                     &value, tx);
5460                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5461                 dmu_tx_commit(tx);
5462         }
5463 out:
5464         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5465 }
5466
5467 void
5468 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5469 {
5470         (void) id;
5471         objset_t *os = zd->zd_os;
5472         ztest_od_t *od;
5473         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
5474         dmu_tx_t *tx;
5475         int i, namelen, error;
5476         int micro = ztest_random(2);
5477         char name[20], string_value[20];
5478         void *data;
5479
5480         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5481         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5482
5483         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5484                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5485                 return;
5486         }
5487
5488         object = od->od_object;
5489
5490         /*
5491          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
5492          * x is a random printable character and the dots are dots.
5493          * There are 94 such characters, and the name length goes from
5494          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
5495          */
5496         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
5497
5498         for (i = 0; i < 3; i++)
5499                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
5500         for (; i < namelen - 1; i++)
5501                 name[i] = '.';
5502         name[i] = '\0';
5503
5504         if ((namelen & 1) || micro) {
5505                 wsize = sizeof (txg);
5506                 wc = 1;
5507                 data = &txg;
5508         } else {
5509                 wsize = 1;
5510                 wc = namelen;
5511                 data = string_value;
5512         }
5513
5514         count = -1ULL;
5515         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
5516         ASSERT3S(count, !=, -1ULL);
5517
5518         /*
5519          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
5520          */
5521         i = ztest_random(5);
5522
5523         if (i >= 2) {
5524                 tx = dmu_tx_create(os);
5525                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5526                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5527                 if (txg == 0) {
5528                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5529                         return;
5530                 }
5531                 memcpy(string_value, name, namelen);
5532         } else {
5533                 tx = NULL;
5534                 txg = 0;
5535                 memset(string_value, 0, namelen);
5536         }
5537
5538         switch (i) {
5539
5540         case 0:
5541                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
5542                 if (error == 0) {
5543                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
5544                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
5545                 } else {
5546                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5547                 }
5548                 break;
5549
5550         case 1:
5551                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
5552                 if (error == 0) {
5553                         if (data == string_value &&
5554                             memcmp(name, data, namelen) != 0)
5555                                 fatal(B_FALSE, "name '%s' != val '%s' len %d",
5556                                     name, (char *)data, namelen);
5557                 } else {
5558                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5559                 }
5560                 break;
5561
5562         case 2:
5563                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
5564                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5565                 break;
5566
5567         case 3:
5568                 VERIFY0(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx));
5569                 break;
5570
5571         case 4:
5572                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
5573                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
5574                 break;
5575         }
5576
5577         if (tx != NULL)
5578                 dmu_tx_commit(tx);
5579
5580         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5581 }
5582
5583 /*
5584  * Commit callback data.
5585  */
5586 typedef struct ztest_cb_data {
5587         list_node_t             zcd_node;
5588         uint64_t                zcd_txg;
5589         int                     zcd_expected_err;
5590         boolean_t               zcd_added;
5591         boolean_t               zcd_called;
5592         spa_t                   *zcd_spa;
5593 } ztest_cb_data_t;
5594
5595 /* This is the actual commit callback function */
5596 static void
5597 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
5598 {
5599         ztest_cb_data_t *data = arg;
5600         uint64_t synced_txg;
5601
5602         VERIFY3P(data, !=, NULL);
5603         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
5604         VERIFY(!data->zcd_called);
5605
5606         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
5607         if (data->zcd_txg > synced_txg)
5608                 fatal(B_FALSE,
5609                     "commit callback of txg %"PRIu64" called prematurely, "
5610                     "last synced txg = %"PRIu64"\n",
5611                     data->zcd_txg, synced_txg);
5612
5613         data->zcd_called = B_TRUE;
5614
5615         if (error == ECANCELED) {
5616                 ASSERT0(data->zcd_txg);
5617                 ASSERT(!data->zcd_added);
5618
5619                 /*
5620                  * The private callback data should be destroyed here, but
5621                  * since we are going to check the zcd_called field after
5622                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
5623                  */
5624                 return;
5625         }
5626
5627         ASSERT(data->zcd_added);
5628         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
5629
5630         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5631
5632         /* See if this cb was called more quickly */
5633         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
5634                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
5635
5636         /* Remove our callback from the list */
5637         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5638
5639         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5640
5641         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5642 }
5643
5644 /* Allocate and initialize callback data structure */
5645 static ztest_cb_data_t *
5646 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5647 {
5648         ztest_cb_data_t *cb_data;
5649
5650         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5651
5652         cb_data->zcd_txg = txg;
5653         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5654         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
5655
5656         return (cb_data);
5657 }
5658
5659 /*
5660  * Commit callback test.
5661  */
5662 void
5663 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5664 {
5665         objset_t *os = zd->zd_os;
5666         ztest_od_t *od;
5667         dmu_tx_t *tx;
5668         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5669         uint64_t old_txg, txg;
5670         int i, error = 0;
5671
5672         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5673         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5674
5675         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5676                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5677                 return;
5678         }
5679
5680         tx = dmu_tx_create(os);
5681
5682         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5683         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5684
5685         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5686
5687         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5688         if (ztest_random(100) == 0)
5689                 error = -1;
5690
5691         if (!error)
5692                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5693
5694         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5695
5696         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5697         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5698         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5699
5700         if (error) {
5701                 /*
5702                  * It's not a strict requirement to call the registered
5703                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5704                  * it's supposed to happen in the current implementation
5705                  * so we will check for that.
5706                  */
5707                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5708                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5709                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5710                 }
5711
5712                 dmu_tx_abort(tx);
5713
5714                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5715                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5716                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5717                 }
5718
5719                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5720                 return;
5721         }
5722
5723         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5724         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5725
5726         /*
5727          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5728          */
5729         VERIFY0(dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5730             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5731
5732         if (old_txg > txg)
5733                 fatal(B_FALSE,
5734                     "future leak: got %"PRIu64", open txg is %"PRIu64"",
5735                     old_txg, txg);
5736
5737         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5738
5739         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5740
5741         /*
5742          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5743          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5744          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5745          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5746          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5747          * implementation.
5748          *
5749          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5750          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5751          * implementation bug..
5752          */
5753         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5754         if (tmp_cb != NULL &&
5755             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5756                 fatal(B_FALSE,
5757                     "Commit callback threshold exceeded, "
5758                     "oldest txg: %"PRIu64", open txg: %"PRIu64"\n",
5759                     tmp_cb->zcd_txg, txg);
5760         }
5761
5762         /*
5763          * Let's find the place to insert our callbacks.
5764          *
5765          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5766          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5767          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5768          * (from other objsets) may have sneaked in.
5769          */
5770         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5771         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5772                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5773
5774         /* Add the 3 callbacks to the list */
5775         for (i = 0; i < 3; i++) {
5776                 if (tmp_cb == NULL)
5777                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5778                 else
5779                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5780                             cb_data[i]);
5781
5782                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5783                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5784
5785                 tmp_cb = cb_data[i];
5786         }
5787
5788         zc_cb_counter += 3;
5789
5790         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5791
5792         dmu_tx_commit(tx);
5793
5794         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5795 }
5796
5797 /*
5798  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5799  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5800  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5801  */
5802 void
5803 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5804 {
5805         (void) id;
5806         objset_t *os = zd->zd_os;
5807         uint64_t obj;
5808         int err = 0;
5809
5810         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5811                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5812                 dmu_object_info_t doi;
5813                 dmu_buf_t *db;
5814
5815                 ztest_object_lock(zd, obj, RL_READER);
5816                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0) {
5817                         ztest_object_unlock(zd, obj);
5818                         continue;
5819                 }
5820
5821                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5822                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5823                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5824
5825                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5826                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5827                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5828                             bt->bt_crtxg);
5829                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5830                 }
5831
5832                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5833                 ztest_object_unlock(zd, obj);
5834         }
5835 }
5836
5837 void
5838 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5839 {
5840         (void) id;
5841         zfs_prop_t proplist[] = {
5842                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5843                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5844                 ZFS_PROP_COPIES,
5845                 ZFS_PROP_DEDUP
5846         };
5847
5848         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5849
5850         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++) {
5851                 int error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5852                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5853                 ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
5854         }
5855
5856         int error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5857             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2));
5858         ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
5859
5860         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5861 }
5862
5863 void
5864 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5865 {
5866         (void) zd, (void) id;
5867         nvlist_t *props = NULL;
5868
5869         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5870
5871         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_AUTOTRIM, ztest_random(2));
5872
5873         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5874
5875         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5876                 dump_nvlist(props, 4);
5877
5878         fnvlist_free(props);
5879
5880         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5881 }
5882
5883 static int
5884 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5885 {
5886         nvlist_t *snaps, *holds;
5887         int error;
5888
5889         snaps = fnvlist_alloc();
5890         holds = fnvlist_alloc();
5891         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5892         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5893         fnvlist_free(holds);
5894         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5895         fnvlist_free(snaps);
5896         return (error);
5897 }
5898
5899 /*
5900  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5901  */
5902 void
5903 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5904 {
5905         int error;
5906         objset_t *os = zd->zd_os;
5907         objset_t *origin;
5908         char snapname[100];
5909         char fullname[100];
5910         char clonename[100];
5911         char tag[100];
5912         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5913         nvlist_t *holds;
5914
5915         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5916
5917         dmu_objset_name(os, osname);
5918
5919         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%"PRIu64"", id);
5920         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5921         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename), "%s/ch1_%"PRIu64"",
5922             osname, id);
5923         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%"PRIu64"", id);
5924
5925         /*
5926          * Clean up from any previous run.
5927          */
5928         error = dsl_destroy_head(clonename);
5929         if (error != ENOENT)
5930                 ASSERT0(error);
5931         error = user_release_one(fullname, tag);
5932         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5933                 ASSERT0(error);
5934         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5935         if (error != ENOENT)
5936                 ASSERT0(error);
5937
5938         /*
5939          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5940          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5941          */
5942         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5943         if (error) {
5944                 if (error == ENOSPC) {
5945                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5946                         goto out;
5947                 }
5948                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5949         }
5950
5951         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5952         if (error) {
5953                 if (error == ENOSPC) {
5954                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5955                         goto out;
5956                 }
5957                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5958         }
5959
5960         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5961         if (error) {
5962                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5963                     fullname, error);
5964         }
5965
5966         error = dsl_destroy_head(clonename);
5967         if (error)
5968                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5969
5970         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5971         if (error != ENOENT)
5972                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5973
5974         /*
5975          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5976          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5977          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5978          */
5979         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5980         if (error) {
5981                 if (error == ENOSPC) {
5982                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5983                         goto out;
5984                 }
5985                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5986         }
5987
5988         holds = fnvlist_alloc();
5989         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5990         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5991         fnvlist_free(holds);
5992
5993         if (error == ENOSPC) {
5994                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5995                 goto out;
5996         } else if (error) {
5997                 fatal(B_FALSE, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5998                     fullname, tag, error);
5999         }
6000
6001         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
6002         if (error != EBUSY) {
6003                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
6004                     fullname, error);
6005         }
6006
6007         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
6008         if (error) {
6009                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
6010                     fullname, error);
6011         }
6012
6013         error = user_release_one(fullname, tag);
6014         if (error)
6015                 fatal(B_FALSE, "user_release_one(%s, %s) = %d",
6016                     fullname, tag, error);
6017
6018         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
6019
6020 out:
6021         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6022 }
6023
6024 /*
6025  * Inject random faults into the on-disk data.
6026  */
6027 void
6028 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6029 {
6030         (void) zd, (void) id;
6031         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6032         spa_t *spa = ztest_spa;
6033         int fd;
6034         uint64_t offset;
6035         uint64_t leaves;
6036         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
6037         uint64_t top, leaf;
6038         char *path0;
6039         char *pathrand;
6040         size_t fsize;
6041         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
6042         int iters = 1000;
6043         int maxfaults;
6044         int mirror_save;
6045         vdev_t *vd0 = NULL;
6046         uint64_t guid0 = 0;
6047         boolean_t islog = B_FALSE;
6048
6049         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6050         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6051
6052         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6053
6054         /*
6055          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
6056          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
6057          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
6058          * blocks which may have already been damaged.
6059          */
6060         if (ztest_device_removal_active) {
6061                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6062                 goto out;
6063         }
6064
6065         maxfaults = MAXFAULTS(zs);
6066         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raid_children;
6067         mirror_save = zs->zs_mirrors;
6068         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6069
6070         ASSERT3U(leaves, >=, 1);
6071
6072         /*
6073          * While ztest is running the number of leaves will not change.  This
6074          * is critical for the fault injection logic as it determines where
6075          * errors can be safely injected such that they are always repairable.
6076          *
6077          * When restarting ztest a different number of leaves may be requested
6078          * which will shift the regions to be damaged.  This is fine as long
6079          * as the pool has been scrubbed prior to using the new mapping.
6080          * Failure to do can result in non-repairable damage being injected.
6081          */
6082         if (ztest_pool_scrubbed == B_FALSE)
6083                 goto out;
6084
6085         /*
6086          * Grab the name lock as reader. There are some operations
6087          * which don't like to have their vdevs changed while
6088          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
6089          * operations will have grabbed the name lock as writer.
6090          */
6091         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
6092
6093         /*
6094          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
6095          */
6096         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
6097
6098         if (ztest_random(2) == 0) {
6099                 /*
6100                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
6101                  */
6102                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
6103                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
6104
6105                 /*
6106                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
6107                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
6108                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
6109                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
6110                  */
6111                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
6112                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
6113                     top * leaves + zs->zs_splits);
6114                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
6115                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
6116                     top * leaves + leaf);
6117
6118                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
6119                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
6120                         islog = B_TRUE;
6121
6122                 /*
6123                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
6124                  * then we only allow faults on the device that is
6125                  * resilvering.
6126                  */
6127                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
6128                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
6129                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
6130                         /*
6131                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
6132                          * or unwritable, or reach behind its back
6133                          * and close the underlying fd.  We can do this if
6134                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
6135                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
6136                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
6137                          * combination of this with injection of random data
6138                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
6139                          */
6140                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
6141
6142                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
6143                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
6144
6145                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
6146                                 (void) close(vf->vf_file->f_fd);
6147                                 vf->vf_file->f_fd = -1;
6148                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
6149                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
6150                         } else {
6151                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
6152                         }
6153                         guid0 = vd0->vdev_guid;
6154                 }
6155         } else {
6156                 /*
6157                  * Inject errors on an l2cache device.
6158                  */
6159                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
6160
6161                 if (sav->sav_count == 0) {
6162                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
6163                         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6164                         goto out;
6165                 }
6166                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
6167                 guid0 = vd0->vdev_guid;
6168                 (void) strlcpy(path0, vd0->vdev_path, MAXPATHLEN);
6169                 (void) strlcpy(pathrand, vd0->vdev_path, MAXPATHLEN);
6170
6171                 leaf = 0;
6172                 leaves = 1;
6173                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
6174         }
6175
6176         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
6177         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6178
6179         /*
6180          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
6181          * with a slog, randomly online/offline vd0.
6182          */
6183         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
6184                 if (ztest_random(10) < 6) {
6185                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
6186                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
6187
6188                         /*
6189                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
6190                          * prevent a race between offlining a slog and
6191                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
6192                          * grab a reference on the dataset which may cause
6193                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
6194                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
6195                          */
6196                         if (islog)
6197                                 (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6198
6199                         VERIFY3U(vdev_offline(spa, guid0, flags), !=, EBUSY);
6200
6201                         if (islog)
6202                                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6203                 } else {
6204                         /*
6205                          * Ideally we would like to be able to randomly
6206                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
6207                          * to force unpredictable failures but the side
6208                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
6209                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
6210                          * prevent a race between injection testing and
6211                          * aux_vdev removal.
6212                          */
6213                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6214                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
6215                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6216                 }
6217         }
6218
6219         if (maxfaults == 0)
6220                 goto out;
6221
6222         /*
6223          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
6224          */
6225         fd = open(pathrand, O_RDWR);
6226
6227         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
6228                 goto out;
6229
6230         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
6231
6232         while (--iters != 0) {
6233                 /*
6234                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
6235                  * we do not inject a given logical block with errors
6236                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
6237                  * tolerate that (if maxfaults==1).
6238                  *
6239                  * To achieve this we divide each leaf device into
6240                  * chunks of size (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).
6241                  * Each chunk is further divided into error-injection
6242                  * ranges (can accept errors) and clear ranges (we do
6243                  * not inject errors in those). Each error-injection
6244                  * range can accept errors only for a single leaf vdev.
6245                  * Error-injection ranges are separated by clear ranges.
6246                  *
6247                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
6248                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
6249                  *  32M to  64M: clear range - no injection allowed
6250                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
6251                  *  96M to 128M: clear range - no injection allowed
6252                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
6253                  * 160M to 192M: clear range - no injection allowed
6254                  *
6255                  * Each clear range must be large enough such that a
6256                  * single block cannot straddle it. This way a block
6257                  * can't be a target in two different injection ranges
6258                  * (on different leaf vdevs).
6259                  */
6260                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
6261                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
6262                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
6263
6264                 /*
6265                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
6266                  *
6267                  * If all labels are damaged, the device will be totally
6268                  * inaccessible, which will result in loss of data,
6269                  * because we also damage (parts of) the other side of
6270                  * the mirror/raidz.
6271                  *
6272                  * Additionally, we will always have both an even and an
6273                  * odd label, so that we can handle crashes in the
6274                  * middle of vdev_config_sync().
6275                  */
6276                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
6277                         continue;
6278
6279                 /*
6280                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
6281                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
6282                  * sizeof (vdev_label_t).
6283                  */
6284                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
6285                 if ((leaf & 1) == 1 &&
6286                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
6287                         continue;
6288
6289                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6290                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
6291                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6292                         (void) close(fd);
6293                         goto out;
6294                 }
6295
6296                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
6297                         fatal(B_TRUE,
6298                             "can't inject bad word at 0x%"PRIx64" in %s",
6299                             offset, pathrand);
6300
6301                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6302
6303                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
6304                         (void) printf("injected bad word into %s,"
6305                             " offset 0x%"PRIx64"\n", pathrand, offset);
6306         }
6307
6308         (void) close(fd);
6309 out:
6310         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
6311         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
6312 }
6313
6314 /*
6315  * By design ztest will never inject uncorrectable damage in to the pool.
6316  * Issue a scrub, wait for it to complete, and verify there is never any
6317  * persistent damage.
6318  *
6319  * Only after a full scrub has been completed is it safe to start injecting
6320  * data corruption.  See the comment in zfs_fault_inject().
6321  */
6322 static int
6323 ztest_scrub_impl(spa_t *spa)
6324 {
6325         int error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6326         if (error)
6327                 return (error);
6328
6329         while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
6330                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6331
6332         if (spa_approx_errlog_size(spa) > 0)
6333                 return (ECKSUM);
6334
6335         ztest_pool_scrubbed = B_TRUE;
6336
6337         return (0);
6338 }
6339
6340 /*
6341  * Scrub the pool.
6342  */
6343 void
6344 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6345 {
6346         (void) zd, (void) id;
6347         spa_t *spa = ztest_spa;
6348         int error;
6349
6350         /*
6351          * Scrub in progress by device removal.
6352          */
6353         if (ztest_device_removal_active)
6354                 return;
6355
6356         /*
6357          * Start a scrub, wait a moment, then force a restart.
6358          */
6359         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6360         (void) poll(NULL, 0, 100);
6361
6362         error = ztest_scrub_impl(spa);
6363         if (error == EBUSY)
6364                 error = 0;
6365         ASSERT0(error);
6366 }
6367
6368 /*
6369  * Change the guid for the pool.
6370  */
6371 void
6372 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6373 {
6374         (void) zd, (void) id;
6375         spa_t *spa = ztest_spa;
6376         uint64_t orig, load;
6377         int error;
6378
6379         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6380                 return;
6381
6382         orig = spa_guid(spa);
6383         load = spa_load_guid(spa);
6384
6385         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6386         error = spa_change_guid(spa);
6387         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6388
6389         if (error != 0)
6390                 return;
6391
6392         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6393                 (void) printf("Changed guid old %"PRIu64" -> %"PRIu64"\n",
6394                     orig, spa_guid(spa));
6395         }
6396
6397         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
6398         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
6399 }
6400
6401 void
6402 ztest_blake3(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6403 {
6404         (void) zd, (void) id;
6405         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6406         zio_cksum_salt_t salt;
6407         void *salt_ptr = &salt.zcs_bytes;
6408         struct abd *abd_data, *abd_meta;
6409         void *buf, *templ;
6410         int i, *ptr;
6411         uint32_t size;
6412         BLAKE3_CTX ctx;
6413
6414         size = ztest_random_blocksize();
6415         buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6416         abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6417         abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6418
6419         for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6420                 *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6421         memset(salt_ptr, 'A', 32);
6422
6423         abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6424         abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6425
6426         while (gethrtime() <= end) {
6427                 int run_count = 100;
6428                 zio_cksum_t zc_ref1, zc_ref2;
6429                 zio_cksum_t zc_res1, zc_res2;
6430
6431                 void *ref1 = &zc_ref1;
6432                 void *ref2 = &zc_ref2;
6433                 void *res1 = &zc_res1;
6434                 void *res2 = &zc_res2;
6435
6436                 /* BLAKE3_KEY_LEN = 32 */
6437                 VERIFY0(blake3_impl_setname("generic"));
6438                 templ = abd_checksum_blake3_tmpl_init(&salt);
6439                 Blake3_InitKeyed(&ctx, salt_ptr);
6440                 Blake3_Update(&ctx, buf, size);
6441                 Blake3_Final(&ctx, ref1);
6442                 zc_ref2 = zc_ref1;
6443                 ZIO_CHECKSUM_BSWAP(&zc_ref2);
6444                 abd_checksum_blake3_tmpl_free(templ);
6445
6446                 VERIFY0(blake3_impl_setname("cycle"));
6447                 while (run_count-- > 0) {
6448
6449                         /* Test current implementation */
6450                         Blake3_InitKeyed(&ctx, salt_ptr);
6451                         Blake3_Update(&ctx, buf, size);
6452                         Blake3_Final(&ctx, res1);
6453                         zc_res2 = zc_res1;
6454                         ZIO_CHECKSUM_BSWAP(&zc_res2);
6455
6456                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6457                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6458
6459                         /* Test ABD - data */
6460                         templ = abd_checksum_blake3_tmpl_init(&salt);
6461                         abd_checksum_blake3_native(abd_data, size,
6462                             templ, &zc_res1);
6463                         abd_checksum_blake3_byteswap(abd_data, size,
6464                             templ, &zc_res2);
6465
6466                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6467                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6468
6469                         /* Test ABD - metadata */
6470                         abd_checksum_blake3_native(abd_meta, size,
6471                             templ, &zc_res1);
6472                         abd_checksum_blake3_byteswap(abd_meta, size,
6473                             templ, &zc_res2);
6474                         abd_checksum_blake3_tmpl_free(templ);
6475
6476                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6477                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6478
6479                 }
6480         }
6481
6482         abd_free(abd_data);
6483         abd_free(abd_meta);
6484         umem_free(buf, size);
6485 }
6486
6487 void
6488 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6489 {
6490         (void) zd, (void) id;
6491         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6492
6493         while (gethrtime() <= end) {
6494                 int run_count = 100;
6495                 void *buf;
6496                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
6497                 uint32_t size;
6498                 int *ptr;
6499                 int i;
6500                 zio_cksum_t zc_ref;
6501                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
6502
6503                 size = ztest_random_blocksize();
6504
6505                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6506                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6507                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6508
6509                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6510                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6511
6512                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6513                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6514
6515                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6516                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6517                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
6518
6519                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6520                 while (run_count-- > 0) {
6521                         zio_cksum_t zc;
6522                         zio_cksum_t zc_byteswap;
6523
6524                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
6525                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
6526
6527                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6528                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6529                             sizeof (zc_byteswap)));
6530
6531                         /* Test ABD - data */
6532                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
6533                             &zc_byteswap);
6534                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
6535
6536                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6537                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6538                             sizeof (zc_byteswap)));
6539
6540                         /* Test ABD - metadata */
6541                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
6542                             &zc_byteswap);
6543                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
6544
6545                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6546                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6547                             sizeof (zc_byteswap)));
6548
6549                 }
6550
6551                 umem_free(buf, size);
6552                 abd_free(abd_data);
6553                 abd_free(abd_meta);
6554         }
6555 }
6556
6557 void
6558 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6559 {
6560         (void) zd, (void) id;
6561         void *buf;
6562         size_t size;
6563         int *ptr;
6564         int i;
6565         zio_cksum_t zc_ref;
6566         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
6567
6568         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6569
6570         while (gethrtime() <= end) {
6571                 int run_count = 100;
6572
6573                 size = ztest_random_blocksize();
6574                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6575
6576                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6577                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6578
6579                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6580                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6581                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
6582
6583                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6584
6585                 while (run_count-- > 0) {
6586                         zio_cksum_t zc;
6587                         zio_cksum_t zc_bswap;
6588                         size_t pos = 0;
6589
6590                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6591                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6592
6593                         while (pos < size) {
6594                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
6595                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
6596                                 if (ztest_random(100) < 10)
6597                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
6598                                             sizeof (uint32_t));
6599
6600                                 if (inc > (size - pos))
6601                                         inc = size - pos;
6602
6603                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
6604                                     &zc);
6605                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
6606                                     &zc_bswap);
6607
6608                                 pos += inc;
6609                         }
6610
6611                         VERIFY3U(pos, ==, size);
6612
6613                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6614                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6615
6616                         /*
6617                          * verify if incremental on the whole buffer is
6618                          * equivalent to non-incremental version
6619                          */
6620                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6621                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6622
6623                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
6624                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
6625
6626                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6627                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6628                 }
6629
6630                 umem_free(buf, size);
6631         }
6632 }
6633
6634 static int
6635 ztest_set_global_vars(void)
6636 {
6637         for (size_t i = 0; i < ztest_opts.zo_gvars_count; i++) {
6638                 char *kv = ztest_opts.zo_gvars[i];
6639                 VERIFY3U(strlen(kv), <=, ZO_GVARS_MAX_ARGLEN);
6640                 VERIFY3U(strlen(kv), >, 0);
6641                 int err = set_global_var(kv);
6642                 if (ztest_opts.zo_verbose > 0) {
6643                         (void) printf("setting global var %s ... %s\n", kv,
6644                             err ? "failed" : "ok");
6645                 }
6646                 if (err != 0) {
6647                         (void) fprintf(stderr,
6648                             "failed to set global var '%s'\n", kv);
6649                         return (err);
6650                 }
6651         }
6652         return (0);
6653 }
6654
6655 static char **
6656 ztest_global_vars_to_zdb_args(void)
6657 {
6658         char **args = calloc(2*ztest_opts.zo_gvars_count + 1, sizeof (char *));
6659         char **cur = args;
6660         if (args == NULL)
6661                 return (NULL);
6662         for (size_t i = 0; i < ztest_opts.zo_gvars_count; i++) {
6663                 *cur++ = (char *)"-o";
6664                 *cur++ = ztest_opts.zo_gvars[i];
6665         }
6666         ASSERT3P(cur, ==, &args[2*ztest_opts.zo_gvars_count]);
6667         *cur = NULL;
6668         return (args);
6669 }
6670
6671 /* The end of strings is indicated by a NULL element */
6672 static char *
6673 join_strings(char **strings, const char *sep)
6674 {
6675         size_t totallen = 0;
6676         for (char **sp = strings; *sp != NULL; sp++) {
6677                 totallen += strlen(*sp);
6678                 totallen += strlen(sep);
6679         }
6680         if (totallen > 0) {
6681                 ASSERT(totallen >= strlen(sep));
6682                 totallen -= strlen(sep);
6683         }
6684
6685         size_t buflen = totallen + 1;
6686         char *o = umem_alloc(buflen, UMEM_NOFAIL); /* trailing 0 byte */
6687         o[0] = '\0';
6688         for (char **sp = strings; *sp != NULL; sp++) {
6689                 size_t would;
6690                 would = strlcat(o, *sp, buflen);
6691                 VERIFY3U(would, <, buflen);
6692                 if (*(sp+1) == NULL) {
6693                         break;
6694                 }
6695                 would = strlcat(o, sep, buflen);
6696                 VERIFY3U(would, <, buflen);
6697         }
6698         ASSERT3S(strlen(o), ==, totallen);
6699         return (o);
6700 }
6701
6702 static int
6703 ztest_check_path(char *path)
6704 {
6705         struct stat s;
6706         /* return true on success */
6707         return (!stat(path, &s));
6708 }
6709
6710 static void
6711 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
6712 {
6713         char *zdb_path;
6714         /*
6715          * Try to use $ZDB and in-tree zdb path. If not successful, just
6716          * let popen to search through PATH.
6717          */
6718         if ((zdb_path = getenv("ZDB"))) {
6719                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
6720                 if (!ztest_check_path(bin)) {
6721                         ztest_dump_core = 0;
6722                         fatal(B_TRUE, "invalid ZDB '%s'", bin);
6723                 }
6724                 return;
6725         }
6726
6727         VERIFY3P(realpath(getexecname(), bin), !=, NULL);
6728         if (strstr(bin, ".libs/ztest")) {
6729                 strstr(bin, ".libs/ztest")[0] = '\0'; /* In-tree */
6730                 strcat(bin, "zdb");
6731                 if (ztest_check_path(bin))
6732                         return;
6733         }
6734         strcpy(bin, "zdb");
6735 }
6736
6737 static vdev_t *
6738 ztest_random_concrete_vdev_leaf(vdev_t *vd)
6739 {
6740         if (vd == NULL)
6741                 return (NULL);
6742
6743         if (vd->vdev_children == 0)
6744                 return (vd);
6745
6746         vdev_t *eligible[vd->vdev_children];
6747         int eligible_idx = 0, i;
6748         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
6749                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[i];
6750                 if (cvd->vdev_top->vdev_removing)
6751                         continue;
6752                 if (cvd->vdev_children > 0 ||
6753                     (vdev_is_concrete(cvd) && !cvd->vdev_detached)) {
6754                         eligible[eligible_idx++] = cvd;
6755                 }
6756         }
6757         VERIFY3S(eligible_idx, >, 0);
6758
6759         uint64_t child_no = ztest_random(eligible_idx);
6760         return (ztest_random_concrete_vdev_leaf(eligible[child_no]));
6761 }
6762
6763 void
6764 ztest_initialize(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6765 {
6766         (void) zd, (void) id;
6767         spa_t *spa = ztest_spa;
6768         int error = 0;
6769
6770         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6771
6772         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
6773
6774         /* Random leaf vdev */
6775         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
6776         if (rand_vd == NULL) {
6777                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6778                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6779                 return;
6780         }
6781
6782         /*
6783          * The random vdev we've selected may change as soon as we
6784          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
6785          * we're interested in.
6786          */
6787         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
6788         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
6789         boolean_t active = rand_vd->vdev_initialize_thread != NULL;
6790
6791         zfs_dbgmsg("vd %px, guid %llu", rand_vd, (u_longlong_t)guid);
6792         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6793
6794         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_INITIALIZE_FUNCS);
6795
6796         nvlist_t *vdev_guids = fnvlist_alloc();
6797         nvlist_t *vdev_errlist = fnvlist_alloc();
6798         fnvlist_add_uint64(vdev_guids, path, guid);
6799         error = spa_vdev_initialize(spa, vdev_guids, cmd, vdev_errlist);
6800         fnvlist_free(vdev_guids);
6801         fnvlist_free(vdev_errlist);
6802
6803         switch (cmd) {
6804         case POOL_INITIALIZE_CANCEL:
6805                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6806                         (void) printf("Cancel initialize %s", path);
6807                         if (!active)
6808                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
6809                         (void) printf("\n");
6810                 }
6811                 break;
6812         case POOL_INITIALIZE_START:
6813                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6814                         (void) printf("Start initialize %s", path);
6815                         if (active && error == 0)
6816                                 (void) printf(" failed (already active)");
6817                         else if (error != 0)
6818                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
6819                         (void) printf("\n");
6820                 }
6821                 break;
6822         case POOL_INITIALIZE_SUSPEND:
6823                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6824                         (void) printf("Suspend initialize %s", path);
6825                         if (!active)
6826                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
6827                         (void) printf("\n");
6828                 }
6829                 break;
6830         }
6831         free(path);
6832         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6833 }
6834
6835 void
6836 ztest_trim(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6837 {
6838         (void) zd, (void) id;
6839         spa_t *spa = ztest_spa;
6840         int error = 0;
6841
6842         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6843
6844         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
6845
6846         /* Random leaf vdev */
6847         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
6848         if (rand_vd == NULL) {
6849                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6850                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6851                 return;
6852         }
6853
6854         /*
6855          * The random vdev we've selected may change as soon as we
6856          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
6857          * we're interested in.
6858          */
6859         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
6860         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
6861         boolean_t active = rand_vd->vdev_trim_thread != NULL;
6862
6863         zfs_dbgmsg("vd %p, guid %llu", rand_vd, (u_longlong_t)guid);
6864         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6865
6866         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_TRIM_FUNCS);
6867         uint64_t rate = 1 << ztest_random(30);
6868         boolean_t partial = (ztest_random(5) > 0);
6869         boolean_t secure = (ztest_random(5) > 0);
6870
6871         nvlist_t *vdev_guids = fnvlist_alloc();
6872         nvlist_t *vdev_errlist = fnvlist_alloc();
6873         fnvlist_add_uint64(vdev_guids, path, guid);
6874         error = spa_vdev_trim(spa, vdev_guids, cmd, rate, partial,
6875             secure, vdev_errlist);
6876         fnvlist_free(vdev_guids);
6877         fnvlist_free(vdev_errlist);
6878
6879         switch (cmd) {
6880         case POOL_TRIM_CANCEL:
6881                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6882                         (void) printf("Cancel TRIM %s", path);
6883                         if (!active)
6884                                 (void) printf(" failed (no TRIM active)");
6885                         (void) printf("\n");
6886                 }
6887                 break;
6888         case POOL_TRIM_START:
6889                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6890                         (void) printf("Start TRIM %s", path);
6891                         if (active && error == 0)
6892                                 (void) printf(" failed (already active)");
6893                         else if (error != 0)
6894                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
6895                         (void) printf("\n");
6896                 }
6897                 break;
6898         case POOL_TRIM_SUSPEND:
6899                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6900                         (void) printf("Suspend TRIM %s", path);
6901                         if (!active)
6902                                 (void) printf(" failed (no TRIM active)");
6903                         (void) printf("\n");
6904                 }
6905                 break;
6906         }
6907         free(path);
6908         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6909 }
6910
6911 /*
6912  * Verify pool integrity by running zdb.
6913  */
6914 static void
6915 ztest_run_zdb(const char *pool)
6916 {
6917         int status;
6918         char *bin;
6919         char *zdb;
6920         char *zbuf;
6921         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
6922         FILE *fp;
6923
6924         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6925         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6926         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
6927
6928         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
6929
6930         char **set_gvars_args = ztest_global_vars_to_zdb_args();
6931         if (set_gvars_args == NULL) {
6932                 fatal(B_FALSE, "Failed to allocate memory in "
6933                     "ztest_global_vars_to_zdb_args(). Cannot run zdb.\n");
6934         }
6935         char *set_gvars_args_joined = join_strings(set_gvars_args, " ");
6936         free(set_gvars_args);
6937
6938         size_t would = snprintf(zdb, len,
6939             "%s -bcc%s%s -G -d -Y -e -y %s -p %s %s",
6940             bin,
6941             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
6942             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
6943             set_gvars_args_joined,
6944             ztest_opts.zo_dir,
6945             pool);
6946         ASSERT3U(would, <, len);
6947
6948         umem_free(set_gvars_args_joined, strlen(set_gvars_args_joined) + 1);
6949
6950         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
6951                 (void) printf("Executing %s\n", zdb);
6952
6953         fp = popen(zdb, "r");
6954
6955         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
6956                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6957                         (void) printf("%s", zbuf);
6958
6959         status = pclose(fp);
6960
6961         if (status == 0)
6962                 goto out;
6963
6964         ztest_dump_core = 0;
6965         if (WIFEXITED(status))
6966                 fatal(B_FALSE, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
6967         else
6968                 fatal(B_FALSE, "'%s' died with signal %d",
6969                     zdb, WTERMSIG(status));
6970 out:
6971         umem_free(bin, len);
6972         umem_free(zdb, len);
6973         umem_free(zbuf, 1024);
6974 }
6975
6976 static void
6977 ztest_walk_pool_directory(const char *header)
6978 {
6979         spa_t *spa = NULL;
6980
6981         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6982                 (void) puts(header);
6983
6984         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6985         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
6986                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6987                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
6988         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6989 }
6990
6991 static void
6992 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
6993 {
6994         nvlist_t *config, *newconfig;
6995         uint64_t pool_guid;
6996         spa_t *spa;
6997         int error;
6998
6999         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
7000                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
7001                     oldname, newname);
7002         }
7003
7004         /*
7005          * Clean up from previous runs.
7006          */
7007         (void) spa_destroy(newname);
7008
7009         /*
7010          * Get the pool's configuration and guid.
7011          */
7012         VERIFY0(spa_open(oldname, &spa, FTAG));
7013
7014         /*
7015          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
7016          */
7017         if (ztest_random(2) == 0)
7018                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
7019
7020         pool_guid = spa_guid(spa);
7021         spa_close(spa, FTAG);
7022
7023         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
7024
7025         /*
7026          * Export it.
7027          */
7028         VERIFY0(spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
7029
7030         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
7031
7032         /*
7033          * Try to import it.
7034          */
7035         newconfig = spa_tryimport(config);
7036         ASSERT3P(newconfig, !=, NULL);
7037         fnvlist_free(newconfig);
7038
7039         /*
7040          * Import it under the new name.
7041          */
7042         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
7043         if (error != 0) {
7044                 dump_nvlist(config, 0);
7045                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
7046                     oldname, newname, error);
7047         }
7048
7049         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
7050
7051         /*
7052          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
7053          */
7054         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
7055
7056         /*
7057          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
7058          */
7059         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
7060
7061         /*
7062          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
7063          */
7064         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
7065
7066         /*
7067          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
7068          */
7069         VERIFY0(spa_open(newname, &spa, FTAG));
7070         ASSERT3U(pool_guid, ==, spa_guid(spa));
7071         spa_close(spa, FTAG);
7072
7073         fnvlist_free(config);
7074 }
7075
7076 static void
7077 ztest_resume(spa_t *spa)
7078 {
7079         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
7080                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
7081         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
7082         vdev_clear(spa, NULL);
7083         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
7084         (void) zio_resume(spa);
7085 }
7086
7087 static __attribute__((noreturn)) void
7088 ztest_resume_thread(void *arg)
7089 {
7090         spa_t *spa = arg;
7091
7092         while (!ztest_exiting) {
7093                 if (spa_suspended(spa))
7094                         ztest_resume(spa);
7095                 (void) poll(NULL, 0, 100);
7096
7097                 /*
7098                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
7099                  */
7100                 if (ztest_random(10) == 0)
7101                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
7102
7103                 /*
7104                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
7105                  */
7106                 if (ztest_random(10) == 0)
7107                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
7108         }
7109
7110         thread_exit();
7111 }
7112
7113 static __attribute__((noreturn)) void
7114 ztest_deadman_thread(void *arg)
7115 {
7116         ztest_shared_t *zs = arg;
7117         spa_t *spa = ztest_spa;
7118         hrtime_t delay, overdue, last_run = gethrtime();
7119
7120         delay = (zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) +
7121             MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
7122
7123         while (!ztest_exiting) {
7124                 /*
7125                  * Wait for the delay timer while checking occasionally
7126                  * if we should stop.
7127                  */
7128                 if (gethrtime() < last_run + delay) {
7129                         (void) poll(NULL, 0, 1000);
7130                         continue;
7131                 }
7132
7133                 /*
7134                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
7135                  * check to see if the pool is making any progress. If
7136                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
7137                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
7138                  */
7139                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
7140                         fatal(B_FALSE,
7141                             "aborting test after %llu seconds because "
7142                             "pool has transitioned to a suspended state.",
7143                             (u_longlong_t)zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
7144                 }
7145                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev, FTAG);
7146
7147                 /*
7148                  * If the process doesn't complete within a grace period of
7149                  * zfs_deadman_synctime_ms over the expected finish time,
7150                  * then it may be hung and is terminated.
7151                  */
7152                 overdue = zs->zs_proc_stop + MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
7153                 if (gethrtime() > overdue) {
7154                         fatal(B_FALSE,
7155                             "aborting test after %llu seconds because "
7156                             "the process is overdue for termination.",
7157                             (gethrtime() - zs->zs_proc_start) / NANOSEC);
7158                 }
7159
7160                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
7161                     (gethrtime() - zs->zs_proc_start) / NANOSEC);
7162
7163                 last_run = gethrtime();
7164                 delay = MSEC2NSEC(zfs_deadman_checktime_ms);
7165         }
7166
7167         thread_exit();
7168 }
7169
7170 static void
7171 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
7172 {
7173         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
7174         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
7175         hrtime_t functime = gethrtime();
7176         int i;
7177
7178         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
7179                 zi->zi_func(zd, id);
7180
7181         functime = gethrtime() - functime;
7182
7183         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
7184         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
7185
7186         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
7187                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
7188                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
7189 }
7190
7191 static __attribute__((noreturn)) void
7192 ztest_thread(void *arg)
7193 {
7194         int rand;
7195         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
7196         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
7197         uint64_t call_next;
7198         hrtime_t now;
7199         ztest_info_t *zi;
7200         ztest_shared_callstate_t *zc;
7201
7202         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
7203                 /*
7204                  * See if it's time to force a crash.
7205                  */
7206                 if (now > zs->zs_thread_kill)
7207                         ztest_kill(zs);
7208
7209                 /*
7210                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
7211                  */
7212                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
7213                         break;
7214
7215                 /*
7216                  * Pick a random function to execute.
7217                  */
7218                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
7219                 zi = &ztest_info[rand];
7220                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
7221                 call_next = zc->zc_next;
7222
7223                 if (now >= call_next &&
7224                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
7225                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
7226                         ztest_execute(rand, zi, id);
7227                 }
7228         }
7229
7230         thread_exit();
7231 }
7232
7233 static void
7234 ztest_dataset_name(char *dsname, const char *pool, int d)
7235 {
7236         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
7237 }
7238
7239 static void
7240 ztest_dataset_destroy(int d)
7241 {
7242         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7243         int t;
7244
7245         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
7246
7247         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7248                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
7249
7250         /*
7251          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
7252          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
7253          * so there may be more than one thing to clean up.
7254          */
7255         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
7256             t += ztest_opts.zo_datasets)
7257                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
7258
7259         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
7260             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
7261 }
7262
7263 static void
7264 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
7265 {
7266         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
7267
7268         /*
7269          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
7270          * Therefore, the number of objects in use should equal the
7271          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
7272          * If not, we have an object leak.
7273          *
7274          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
7275          * when the open-context and syncing-context values agree.
7276          * That's because zap_count() returns the open-context value,
7277          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
7278          */
7279         VERIFY0(zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
7280         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
7281         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
7282 }
7283
7284 static int
7285 ztest_dataset_open(int d)
7286 {
7287         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
7288         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
7289         objset_t *os;
7290         zilog_t *zilog;
7291         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7292         int error;
7293
7294         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
7295
7296         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
7297
7298         error = ztest_dataset_create(name);
7299         if (error == ENOSPC) {
7300                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
7301                 ztest_record_enospc(FTAG);
7302                 return (error);
7303         }
7304         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
7305
7306         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
7307             B_TRUE, zd, &os));
7308         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
7309
7310         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
7311
7312         zilog = zd->zd_zilog;
7313
7314         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
7315             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
7316                 fatal(B_FALSE, "missing log records: "
7317                     "claimed %"PRIu64" < committed %"PRIu64"",
7318                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
7319
7320         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
7321
7322         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
7323
7324         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
7325
7326         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
7327                 (void) printf("%s replay %"PRIu64" blocks, "
7328                     "%"PRIu64" records, seq %"PRIu64"\n",
7329                     zd->zd_name,
7330                     zilog->zl_parse_blk_count,
7331                     zilog->zl_parse_lr_count,
7332                     zilog->zl_replaying_seq);
7333
7334         zilog = zil_open(os, ztest_get_data, NULL);
7335
7336         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
7337             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
7338                 fatal(B_FALSE, "missing log records: "
7339                     "replayed %"PRIu64" < committed %"PRIu64"",
7340                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
7341
7342         return (0);
7343 }
7344
7345 static void
7346 ztest_dataset_close(int d)
7347 {
7348         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
7349
7350         zil_close(zd->zd_zilog);
7351         dmu_objset_disown(zd->zd_os, B_TRUE, zd);
7352
7353         ztest_zd_fini(zd);
7354 }
7355
7356 static int
7357 ztest_replay_zil_cb(const char *name, void *arg)
7358 {
7359         (void) arg;
7360         objset_t *os;
7361         ztest_ds_t *zdtmp;
7362
7363         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_ANY, B_TRUE,
7364             B_TRUE, FTAG, &os));
7365
7366         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
7367
7368         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
7369         zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
7370         ztest_zd_fini(zdtmp);
7371
7372         if (dmu_objset_zil(os)->zl_parse_lr_count != 0 &&
7373             ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
7374                 zilog_t *zilog = dmu_objset_zil(os);
7375
7376                 (void) printf("%s replay %"PRIu64" blocks, "
7377                     "%"PRIu64" records, seq %"PRIu64"\n",
7378                     name,
7379                     zilog->zl_parse_blk_count,
7380                     zilog->zl_parse_lr_count,
7381                     zilog->zl_replaying_seq);
7382         }
7383
7384         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
7385
7386         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
7387         return (0);
7388 }
7389
7390 static void
7391 ztest_freeze(void)
7392 {
7393         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
7394         spa_t *spa;
7395         int numloops = 0;
7396
7397         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7398                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
7399
7400         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7401         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7402         VERIFY0(ztest_dataset_open(0));
7403         ztest_spa = spa;
7404
7405         /*
7406          * Force the first log block to be transactionally allocated.
7407          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
7408          * the log chain won't be anchored.
7409          */
7410         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
7411                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
7412                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7413         }
7414
7415         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7416
7417         /*
7418          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
7419          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
7420          */
7421         spa_freeze(spa);
7422
7423         /*
7424          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
7425          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
7426          * capacity.
7427          */
7428         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
7429
7430         /*
7431          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
7432          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
7433          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
7434          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
7435          * The ZIL should be OK with that.
7436          *
7437          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
7438          * not run out of space on the pool.
7439          */
7440         while (ztest_random(10) != 0 &&
7441             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
7442             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
7443                 ztest_od_t od;
7444                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
7445                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
7446                 ztest_io(zd, od.od_object,
7447                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
7448                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7449         }
7450
7451         /*
7452          * Commit all of the changes we just generated.
7453          */
7454         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7455         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7456
7457         /*
7458          * Close our dataset and close the pool.
7459          */
7460         ztest_dataset_close(0);
7461         spa_close(spa, FTAG);
7462         kernel_fini();
7463
7464         /*
7465          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
7466          */
7467         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7468         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7469         ASSERT3U(spa_freeze_txg(spa), ==, UINT64_MAX);
7470         VERIFY0(ztest_dataset_open(0));
7471         ztest_spa = spa;
7472         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7473         ztest_dataset_close(0);
7474         ztest_reguid(NULL, 0);
7475
7476         spa_close(spa, FTAG);
7477         kernel_fini();
7478 }
7479
7480 static void
7481 ztest_import_impl(void)
7482 {
7483         importargs_t args = { 0 };
7484         nvlist_t *cfg = NULL;
7485         int nsearch = 1;
7486         char *searchdirs[nsearch];
7487         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
7488
7489         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
7490         args.paths = nsearch;
7491         args.path = searchdirs;
7492         args.can_be_active = B_FALSE;
7493
7494         libpc_handle_t lpch = {
7495                 .lpc_lib_handle = NULL,
7496                 .lpc_ops = &libzpool_config_ops,
7497                 .lpc_printerr = B_TRUE
7498         };
7499         VERIFY0(zpool_find_config(&lpch, ztest_opts.zo_pool, &cfg, &args));
7500         VERIFY0(spa_import(ztest_opts.zo_pool, cfg, NULL, flags));
7501         fnvlist_free(cfg);
7502 }
7503
7504 /*
7505  * Import a storage pool with the given name.
7506  */
7507 static void
7508 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
7509 {
7510         spa_t *spa;
7511
7512         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7513         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7514         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7515
7516         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7517
7518         ztest_import_impl();
7519
7520         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7521         zs->zs_metaslab_sz =
7522             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7523         spa_close(spa, FTAG);
7524
7525         kernel_fini();
7526
7527         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7528                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7529                 ztest_freeze();
7530                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7531         }
7532
7533         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7534         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7535         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7536 }
7537
7538 /*
7539  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
7540  */
7541 static void
7542 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
7543 {
7544         spa_t *spa;
7545         objset_t *os;
7546         kthread_t *resume_thread, *deadman_thread;
7547         kthread_t **run_threads;
7548         uint64_t object;
7549         int error;
7550         int t, d;
7551
7552         ztest_exiting = B_FALSE;
7553
7554         /*
7555          * Initialize parent/child shared state.
7556          */
7557         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7558         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7559         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7560
7561         zs->zs_thread_start = gethrtime();
7562         zs->zs_thread_stop =
7563             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
7564         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
7565         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
7566         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
7567                 zs->zs_thread_kill -=
7568                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
7569         }
7570
7571         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7572
7573         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
7574             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
7575
7576         /*
7577          * Open our pool.  It may need to be imported first depending on
7578          * what tests were running when the previous pass was terminated.
7579          */
7580         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7581         error = spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG);
7582         if (error) {
7583                 VERIFY3S(error, ==, ENOENT);
7584                 ztest_import_impl();
7585                 VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7586                 zs->zs_metaslab_sz =
7587                     1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7588         }
7589
7590         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
7591         ztest_spa = spa;
7592
7593         VERIFY0(vdev_raidz_impl_set("cycle"));
7594
7595         dmu_objset_stats_t dds;
7596         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
7597             DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE, FTAG, &os));
7598         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
7599         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
7600         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
7601         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
7602         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
7603
7604         /*
7605          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
7606          */
7607         resume_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_resume_thread,
7608             spa, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
7609
7610         /*
7611          * Create a deadman thread and set to panic if we hang.
7612          */
7613         deadman_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_deadman_thread,
7614             zs, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
7615
7616         spa->spa_deadman_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
7617
7618         /*
7619          * Verify that we can safely inquire about any object,
7620          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
7621          * we probe a 5-wide window around each power of two.
7622          * This hits all edge cases, including zero and the max.
7623          */
7624         for (t = 0; t < 64; t++) {
7625                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
7626                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
7627                             (1ULL << t) + d, NULL);
7628                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
7629                             error == EINVAL);
7630                 }
7631         }
7632
7633         /*
7634          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
7635          */
7636         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
7637                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
7638                 ztest_dataset_destroy(d);
7639         }
7640         zs->zs_enospc_count = 0;
7641
7642         /*
7643          * If we were in the middle of ztest_device_removal() and were killed
7644          * we need to ensure the removal and scrub complete before running
7645          * any tests that check ztest_device_removal_active. The removal will
7646          * be restarted automatically when the spa is opened, but we need to
7647          * initiate the scrub manually if it is not already in progress. Note
7648          * that we always run the scrub whenever an indirect vdev exists
7649          * because we have no way of knowing for sure if ztest_device_removal()
7650          * fully completed its scrub before the pool was reimported.
7651          */
7652         if (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING ||
7653             spa->spa_removing_phys.sr_prev_indirect_vdev != -1) {
7654                 while (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING)
7655                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7656
7657                 error = ztest_scrub_impl(spa);
7658                 if (error == EBUSY)
7659                         error = 0;
7660                 ASSERT0(error);
7661         }
7662
7663         run_threads = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *),
7664             UMEM_NOFAIL);
7665
7666         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
7667                 (void) printf("starting main threads...\n");
7668
7669         /*
7670          * Replay all logs of all datasets in the pool. This is primarily for
7671          * temporary datasets which wouldn't otherwise get replayed, which
7672          * can trigger failures when attempting to offline a SLOG in
7673          * ztest_fault_inject().
7674          */
7675         (void) dmu_objset_find(ztest_opts.zo_pool, ztest_replay_zil_cb,
7676             NULL, DS_FIND_CHILDREN);
7677
7678         /*
7679          * Kick off all the tests that run in parallel.
7680          */
7681         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
7682                 if (t < ztest_opts.zo_datasets && ztest_dataset_open(t) != 0) {
7683                         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads *
7684                             sizeof (kthread_t *));
7685                         return;
7686                 }
7687
7688                 run_threads[t] = thread_create(NULL, 0, ztest_thread,
7689                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE,
7690                     defclsyspri);
7691         }
7692
7693         /*
7694          * Wait for all of the tests to complete.
7695          */
7696         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++)
7697                 VERIFY0(thread_join(run_threads[t]));
7698
7699         /*
7700          * Close all datasets. This must be done after all the threads
7701          * are joined so we can be sure none of the datasets are in-use
7702          * by any of the threads.
7703          */
7704         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
7705                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
7706                         ztest_dataset_close(t);
7707         }
7708
7709         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7710
7711         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
7712         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
7713
7714         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *));
7715
7716         /* Kill the resume and deadman threads */
7717         ztest_exiting = B_TRUE;
7718         VERIFY0(thread_join(resume_thread));
7719         VERIFY0(thread_join(deadman_thread));
7720         ztest_resume(spa);
7721
7722         /*
7723          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
7724          * spa_close() should wait for it to complete.
7725          */
7726         for (object = 1; object < 50; object++) {
7727                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
7728                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
7729         }
7730
7731         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
7732         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
7733                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
7734
7735         spa_close(spa, FTAG);
7736
7737         /*
7738          * Verify that we can loop over all pools.
7739          */
7740         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
7741         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
7742                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
7743                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
7744         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
7745
7746         /*
7747          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
7748          * different name.
7749          */
7750         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
7751                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7752                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
7753                     ztest_opts.zo_pool);
7754                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
7755                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
7756         }
7757
7758         kernel_fini();
7759
7760         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
7761         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
7762         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7763         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7764         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7765 }
7766
7767 static void
7768 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
7769 {
7770         hrtime_t s = t / NANOSEC;
7771         hrtime_t m = s / 60;
7772         hrtime_t h = m / 60;
7773         hrtime_t d = h / 24;
7774
7775         s -= m * 60;
7776         m -= h * 60;
7777         h -= d * 24;
7778
7779         timebuf[0] = '\0';
7780
7781         if (d)
7782                 (void) sprintf(timebuf,
7783                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
7784         else if (h)
7785                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
7786         else if (m)
7787                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
7788         else
7789                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
7790 }
7791
7792 static nvlist_t *
7793 make_random_props(void)
7794 {
7795         nvlist_t *props;
7796
7797         props = fnvlist_alloc();
7798
7799         if (ztest_random(2) == 0)
7800                 return (props);
7801
7802         fnvlist_add_uint64(props,
7803             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_AUTOREPLACE), 1);
7804
7805         return (props);
7806 }
7807
7808 /*
7809  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
7810  * Then test spa_freeze() functionality.
7811  */
7812 static void
7813 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
7814 {
7815         spa_t *spa;
7816         nvlist_t *nvroot, *props;
7817         int i;
7818
7819         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7820         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7821         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7822
7823         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7824
7825         /*
7826          * Create the storage pool.
7827          */
7828         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
7829         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
7830         zs->zs_splits = 0;
7831         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
7832         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
7833             NULL, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors, 1);
7834         props = make_random_props();
7835
7836         /*
7837          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
7838          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
7839          * the only valid replica.
7840          */
7841         fnvlist_add_uint64(props,
7842             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_FAILUREMODE),
7843             MAXFAULTS(zs) ? ZIO_FAILURE_MODE_PANIC : ZIO_FAILURE_MODE_WAIT);
7844
7845         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
7846                 char *buf;
7847
7848                 if (!spa_feature_table[i].fi_zfs_mod_supported)
7849                         continue;
7850
7851                 /*
7852                  * 75% chance of using the log space map feature. We want ztest
7853                  * to exercise both the code paths that use the log space map
7854                  * feature and the ones that don't.
7855                  */
7856                 if (i == SPA_FEATURE_LOG_SPACEMAP && ztest_random(4) == 0)
7857                         continue;
7858
7859                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
7860                     spa_feature_table[i].fi_uname));
7861                 fnvlist_add_uint64(props, buf, 0);
7862                 free(buf);
7863         }
7864
7865         VERIFY0(spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL, NULL));
7866         fnvlist_free(nvroot);
7867         fnvlist_free(props);
7868
7869         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7870         zs->zs_metaslab_sz =
7871             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7872         spa_close(spa, FTAG);
7873
7874         kernel_fini();
7875
7876         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7877                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7878                 ztest_freeze();
7879                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7880         }
7881
7882         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7883         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7884         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7885 }
7886
7887 static void
7888 setup_data_fd(void)
7889 {
7890         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
7891
7892         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
7893         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
7894         (void) unlink(ztest_name_data);
7895 }
7896
7897 static int
7898 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
7899 {
7900         int size;
7901
7902         size = hdr->zh_hdr_size;
7903         size += hdr->zh_opts_size;
7904         size += hdr->zh_size;
7905         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7906         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
7907
7908         return (size);
7909 }
7910
7911 static void
7912 setup_hdr(void)
7913 {
7914         int size;
7915         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7916
7917         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7918             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7919         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7920
7921         VERIFY0(ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
7922
7923         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
7924         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
7925         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
7926         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
7927         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
7928         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
7929         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
7930
7931         size = shared_data_size(hdr);
7932         VERIFY0(ftruncate(ztest_fd_data, size));
7933
7934         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7935 }
7936
7937 static void
7938 setup_data(void)
7939 {
7940         int size, offset;
7941         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7942         uint8_t *buf;
7943
7944         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7945             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7946         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7947
7948         size = shared_data_size(hdr);
7949
7950         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7951         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
7952             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7953         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7954         buf = (uint8_t *)hdr;
7955
7956         offset = hdr->zh_hdr_size;
7957         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
7958         offset += hdr->zh_opts_size;
7959         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
7960         offset += hdr->zh_size;
7961         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
7962         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7963         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
7964 }
7965
7966 static boolean_t
7967 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
7968 {
7969         pid_t pid;
7970         int status;
7971         char *cmdbuf = NULL;
7972
7973         pid = fork();
7974
7975         if (cmd == NULL) {
7976                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
7977                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
7978                 cmd = cmdbuf;
7979         }
7980
7981         if (pid == -1)
7982                 fatal(B_TRUE, "fork failed");
7983
7984         if (pid == 0) { /* child */
7985                 char fd_data_str[12];
7986
7987                 VERIFY3S(11, >=,
7988                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
7989                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
7990
7991                 if (libpath != NULL) {
7992                         const char *curlp = getenv("LD_LIBRARY_PATH");
7993                         if (curlp == NULL)
7994                                 VERIFY0(setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
7995                         else {
7996                                 char *newlp = NULL;
7997                                 VERIFY3S(-1, !=,
7998                                     asprintf(&newlp, "%s:%s", libpath, curlp));
7999                                 VERIFY0(setenv("LD_LIBRARY_PATH", newlp, 1));
8000                                 free(newlp);
8001                         }
8002                 }
8003                 (void) execl(cmd, cmd, (char *)NULL);
8004                 ztest_dump_core = B_FALSE;
8005                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
8006         }
8007
8008         if (cmdbuf != NULL) {
8009                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
8010                 cmd = NULL;
8011         }
8012
8013         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
8014                 continue;
8015         if (statusp != NULL)
8016                 *statusp = status;
8017
8018         if (WIFEXITED(status)) {
8019                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
8020                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
8021                             WEXITSTATUS(status));
8022                         exit(2);
8023                 }
8024                 return (B_FALSE);
8025         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
8026                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
8027                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
8028                             WTERMSIG(status));
8029                         exit(3);
8030                 }
8031                 return (B_TRUE);
8032         } else {
8033                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
8034                 exit(4);
8035         }
8036 }
8037
8038 static void
8039 ztest_run_init(void)
8040 {
8041         int i;
8042
8043         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
8044
8045         /*
8046          * Blow away any existing copy of zpool.cache
8047          */
8048         (void) remove(spa_config_path);
8049
8050         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
8051                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
8052                         (void) printf("Importing pool %s\n",
8053                             ztest_opts.zo_pool);
8054                 ztest_import(zs);
8055                 return;
8056         }
8057
8058         /*
8059          * Create and initialize our storage pool.
8060          */
8061         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
8062                 memset(zs, 0, sizeof (*zs));
8063                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
8064                     ztest_opts.zo_init != 1) {
8065                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
8066                 }
8067                 ztest_init(zs);
8068         }
8069 }
8070
8071 int
8072 main(int argc, char **argv)
8073 {
8074         int kills = 0;
8075         int iters = 0;
8076         int older = 0;
8077         int newer = 0;
8078         ztest_shared_t *zs;
8079         ztest_info_t *zi;
8080         ztest_shared_callstate_t *zc;
8081         char timebuf[100];
8082         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
8083         char *cmd;
8084         boolean_t hasalt;
8085         int f, err;
8086         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
8087         struct sigaction action;
8088
8089         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
8090
8091         dprintf_setup(&argc, argv);
8092         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
8093         zfs_deadman_checktime_ms = 30000;
8094         /*
8095          * As two-word space map entries may not come up often (especially
8096          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
8097          * of them so the feature get tested.
8098          */
8099         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
8100
8101         /*
8102          * Verify that even extensively damaged split blocks with many
8103          * segments can be reconstructed in a reasonable amount of time
8104          * when reconstruction is known to be possible.
8105          *
8106          * Note: the lower this value is, the more damage we inflict, and
8107          * the more time ztest spends in recovering that damage. We chose
8108          * to induce damage 1/100th of the time so recovery is tested but
8109          * not so frequently that ztest doesn't get to test other code paths.
8110          */
8111         zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction = 100;
8112
8113         action.sa_handler = sig_handler;
8114         sigemptyset(&action.sa_mask);
8115         action.sa_flags = 0;
8116
8117         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
8118                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
8119                     strerror(errno));
8120                 exit(EXIT_FAILURE);
8121         }
8122
8123         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
8124                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
8125                     strerror(errno));
8126                 exit(EXIT_FAILURE);
8127         }
8128
8129         /*
8130          * Force random_get_bytes() to use /dev/urandom in order to prevent
8131          * ztest from needlessly depleting the system entropy pool.
8132          */
8133         random_path = "/dev/urandom";
8134         ztest_fd_rand = open(random_path, O_RDONLY | O_CLOEXEC);
8135         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
8136
8137         if (!fd_data_str) {
8138                 process_options(argc, argv);
8139
8140                 setup_data_fd();
8141                 setup_hdr();
8142                 setup_data();
8143                 memcpy(ztest_shared_opts, &ztest_opts,
8144                     sizeof (*ztest_shared_opts));
8145         } else {
8146                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
8147                 setup_data();
8148                 memcpy(&ztest_opts, ztest_shared_opts, sizeof (ztest_opts));
8149         }
8150         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
8151
8152         err = ztest_set_global_vars();
8153         if (err != 0 && !fd_data_str) {
8154                 /* error message done by ztest_set_global_vars */
8155                 exit(EXIT_FAILURE);
8156         } else {
8157                 /* children should not be spawned if setting gvars fails */
8158                 VERIFY3S(err, ==, 0);
8159         }
8160
8161         /* Override location of zpool.cache */
8162         VERIFY3S(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
8163             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
8164
8165         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
8166             UMEM_NOFAIL);
8167         zs = ztest_shared;
8168
8169         if (fd_data_str) {
8170                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
8171                 metaslab_df_alloc_threshold =
8172                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
8173
8174                 if (zs->zs_do_init)
8175                         ztest_run_init();
8176                 else
8177                         ztest_run(zs);
8178                 exit(0);
8179         }
8180
8181         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
8182
8183         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8184                 (void) printf("%"PRIu64" vdevs, %d datasets, %d threads,"
8185                     "%d %s disks, %"PRIu64" seconds...\n\n",
8186                     ztest_opts.zo_vdevs,
8187                     ztest_opts.zo_datasets,
8188                     ztest_opts.zo_threads,
8189                     ztest_opts.zo_raid_children,
8190                     ztest_opts.zo_raid_type,
8191                     ztest_opts.zo_time);
8192         }
8193
8194         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
8195         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
8196
8197         zs->zs_do_init = B_TRUE;
8198         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
8199                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8200                         (void) printf("Executing older ztest for "
8201                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
8202                 }
8203                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
8204                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
8205         } else {
8206                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
8207         }
8208         zs->zs_do_init = B_FALSE;
8209
8210         zs->zs_proc_start = gethrtime();
8211         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
8212
8213         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8214                 zi = &ztest_info[f];
8215                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8216                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
8217                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
8218                 else
8219                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
8220                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
8221         }
8222
8223         /*
8224          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
8225          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
8226          * to verify that we never lose on-disk consistency.
8227          */
8228         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
8229                 int status;
8230                 boolean_t killed;
8231
8232                 /*
8233                  * Initialize the workload counters for each function.
8234                  */
8235                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8236                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8237                         zc->zc_count = 0;
8238                         zc->zc_time = 0;
8239                 }
8240
8241                 /* Set the allocation switch size */
8242                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
8243                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
8244
8245                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
8246                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8247                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
8248                                     cmd);
8249                         }
8250                         newer++;
8251                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
8252                 } else {
8253                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8254                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
8255                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
8256                         }
8257                         older++;
8258                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
8259                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
8260                 }
8261
8262                 if (killed)
8263                         kills++;
8264                 iters++;
8265
8266                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8267                         hrtime_t now = gethrtime();
8268
8269                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
8270                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
8271                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
8272
8273                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3"PRIu64" ENOSPC, "
8274                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
8275                             iters,
8276                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
8277                             zs->zs_enospc_count,
8278                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
8279                             numbuf,
8280                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
8281                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
8282                 }
8283
8284                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
8285                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
8286                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
8287                             "Calls", "Time", "Function");
8288                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
8289                             "-----", "----", "--------");
8290                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8291                                 zi = &ztest_info[f];
8292                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8293                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
8294                                 (void) printf("%7"PRIu64" %9s   %s\n",
8295                                     zc->zc_count, timebuf,
8296                                     zi->zi_funcname);
8297                         }
8298                         (void) printf("\n");
8299                 }
8300
8301                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
8302                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
8303         }
8304
8305         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8306                 if (hasalt) {
8307                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
8308                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
8309                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
8310                             cmd);
8311                 }
8312                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
8313                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
8314         }
8315
8316         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
8317
8318         return (0);
8319 }