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 #include <sys/zfs_impl.h>
 139 #if (__GLIBC__ && !__UCLIBC__)
 140 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
 141 #endif
 142
 143 static int ztest_fd_data = -1;
 144 static int ztest_fd_rand = -1;
 145
 146 typedef struct ztest_shared_hdr {
 147         uint64_t        zh_hdr_size;
 148         uint64_t        zh_opts_size;
 149         uint64_t        zh_size;
 150         uint64_t        zh_stats_size;
 151         uint64_t        zh_stats_count;
 152         uint64_t        zh_ds_size;
 153         uint64_t        zh_ds_count;
 154 } ztest_shared_hdr_t;
 155
 156 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 157
 158 enum ztest_class_state {
 159         ZTEST_VDEV_CLASS_OFF,
 160         ZTEST_VDEV_CLASS_ON,
 161         ZTEST_VDEV_CLASS_RND
 162 };
 163
 164 #define ZO_GVARS_MAX_ARGLEN     ((size_t)64)
 165 #define ZO_GVARS_MAX_COUNT      ((size_t)10)
 166
 167 typedef struct ztest_shared_opts {
 168         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 169         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 170         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 171         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 172         uint64_t zo_vdevs;
 173         uint64_t zo_vdevtime;
 174         size_t zo_vdev_size;
 175         int zo_ashift;
 176         int zo_mirrors;
 177         int zo_raid_children;
 178         int zo_raid_parity;
 179         char zo_raid_type[8];
 180         int zo_draid_data;
 181         int zo_draid_spares;
 182         int zo_datasets;
 183         int zo_threads;
 184         uint64_t zo_passtime;
 185         uint64_t zo_killrate;
 186         int zo_verbose;
 187         int zo_init;
 188         uint64_t zo_time;
 189         uint64_t zo_maxloops;
 190         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
 191         int zo_mmp_test;
 192         int zo_special_vdevs;
 193         int zo_dump_dbgmsg;
 194         int zo_gvars_count;
 195         char zo_gvars[ZO_GVARS_MAX_COUNT][ZO_GVARS_MAX_ARGLEN];
 196 } ztest_shared_opts_t;
 197
 198 /* Default values for command line options. */
 199 #define DEFAULT_POOL "ztest"
 200 #define DEFAULT_VDEV_DIR "/tmp"
 201 #define DEFAULT_VDEV_COUNT 5
 202 #define DEFAULT_VDEV_SIZE (SPA_MINDEVSIZE * 4)  /* 256m default size */
 203 #define DEFAULT_VDEV_SIZE_STR "256M"
 204 #define DEFAULT_ASHIFT SPA_MINBLOCKSHIFT
 205 #define DEFAULT_MIRRORS 2
 206 #define DEFAULT_RAID_CHILDREN 4
 207 #define DEFAULT_RAID_PARITY 1
 208 #define DEFAULT_DRAID_DATA 4
 209 #define DEFAULT_DRAID_SPARES 1
 210 #define DEFAULT_DATASETS_COUNT 7
 211 #define DEFAULT_THREADS 23
 212 #define DEFAULT_RUN_TIME 300 /* 300 seconds */
 213 #define DEFAULT_RUN_TIME_STR "300 sec"
 214 #define DEFAULT_PASS_TIME 60 /* 60 seconds */
 215 #define DEFAULT_PASS_TIME_STR "60 sec"
 216 #define DEFAULT_KILL_RATE 70 /* 70% kill rate */
 217 #define DEFAULT_KILLRATE_STR "70%"
 218 #define DEFAULT_INITS 1
 219 #define DEFAULT_MAX_LOOPS 50 /* 5 minutes */
 220 #define DEFAULT_FORCE_GANGING (64 << 10)
 221 #define DEFAULT_FORCE_GANGING_STR "64K"
 222
 223 /* Simplifying assumption: -1 is not a valid default. */
 224 #define NO_DEFAULT -1
 225
 226 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 227         .zo_pool = DEFAULT_POOL,
 228         .zo_dir = DEFAULT_VDEV_DIR,
 229         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 230         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 231         .zo_vdevs = DEFAULT_VDEV_COUNT,
 232         .zo_ashift = DEFAULT_ASHIFT,
 233         .zo_mirrors = DEFAULT_MIRRORS,
 234         .zo_raid_children = DEFAULT_RAID_CHILDREN,
 235         .zo_raid_parity = DEFAULT_RAID_PARITY,
 236         .zo_raid_type = VDEV_TYPE_RAIDZ,
 237         .zo_vdev_size = DEFAULT_VDEV_SIZE,
 238         .zo_draid_data = DEFAULT_DRAID_DATA,    /* data drives */
 239         .zo_draid_spares = DEFAULT_DRAID_SPARES, /* distributed spares */
 240         .zo_datasets = DEFAULT_DATASETS_COUNT,
 241         .zo_threads = DEFAULT_THREADS,
 242         .zo_passtime = DEFAULT_PASS_TIME,
 243         .zo_killrate = DEFAULT_KILL_RATE,
 244         .zo_verbose = 0,
 245         .zo_mmp_test = 0,
 246         .zo_init = DEFAULT_INITS,
 247         .zo_time = DEFAULT_RUN_TIME,
 248         .zo_maxloops = DEFAULT_MAX_LOOPS, /* max loops during spa_freeze() */
 249         .zo_metaslab_force_ganging = DEFAULT_FORCE_GANGING,
 250         .zo_special_vdevs = ZTEST_VDEV_CLASS_RND,
 251         .zo_gvars_count = 0,
 252 };
 253
 254 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
 255 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 256 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 257 extern uint_t metaslab_preload_limit;
 258 extern int zfs_compressed_arc_enabled;
 259 extern int zfs_abd_scatter_enabled;
 260 extern uint_t dmu_object_alloc_chunk_shift;
 261 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
 262 extern unsigned long zio_decompress_fail_fraction;
 263 extern unsigned long zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction;
 264
 265
 266 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 267 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 268 static const char *const ztest_wkeydata = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345";
 269
 270 typedef struct ztest_shared_ds {
 271         uint64_t        zd_seq;
 272 } ztest_shared_ds_t;
 273
 274 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 275 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 276
 277 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 278 #define MAXFAULTS(zs) \
 279         (MAX((zs)->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raid_parity + 1) - 1)
 280
 281 enum ztest_io_type {
 282         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 283         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 284         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 285         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 286         ZTEST_IO_SETATTR,
 287         ZTEST_IO_REWRITE,
 288         ZTEST_IO_TYPES
 289 };
 290
 291 typedef struct ztest_block_tag {
 292         uint64_t        bt_magic;
 293         uint64_t        bt_objset;
 294         uint64_t        bt_object;
 295         uint64_t        bt_dnodesize;
 296         uint64_t        bt_offset;
 297         uint64_t        bt_gen;
 298         uint64_t        bt_txg;
 299         uint64_t        bt_crtxg;
 300 } ztest_block_tag_t;
 301
 302 typedef struct bufwad {
 303         uint64_t        bw_index;
 304         uint64_t        bw_txg;
 305         uint64_t        bw_data;
 306 } bufwad_t;
 307
 308 /*
 309  * It would be better to use a rangelock_t per object.  Unfortunately
 310  * the rangelock_t is not a drop-in replacement for rl_t, because we
 311  * still need to map from object ID to rangelock_t.
 312  */
 313 typedef enum {
 314         RL_READER,
 315         RL_WRITER,
 316         RL_APPEND
 317 } rl_type_t;
 318
 319 typedef struct rll {
 320         void            *rll_writer;
 321         int             rll_readers;
 322         kmutex_t        rll_lock;
 323         kcondvar_t      rll_cv;
 324 } rll_t;
 325
 326 typedef struct rl {
 327         uint64_t        rl_object;
 328         uint64_t        rl_offset;
 329         uint64_t        rl_size;
 330         rll_t           *rl_lock;
 331 } rl_t;
 332
 333 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 334 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 335
 336 /*
 337  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 338  */
 339 typedef struct ztest_od {
 340         uint64_t        od_dir;
 341         uint64_t        od_object;
 342         dmu_object_type_t od_type;
 343         dmu_object_type_t od_crtype;
 344         uint64_t        od_blocksize;
 345         uint64_t        od_crblocksize;
 346         uint64_t        od_crdnodesize;
 347         uint64_t        od_gen;
 348         uint64_t        od_crgen;
 349         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 350 } ztest_od_t;
 351
 352 /*
 353  * Per-dataset state.
 354  */
 355 typedef struct ztest_ds {
 356         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 357         objset_t        *zd_os;
 358         pthread_rwlock_t zd_zilog_lock;
 359         zilog_t         *zd_zilog;
 360         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 361         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 362         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
 363         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 364         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 365 } ztest_ds_t;
 366
 367 /*
 368  * Per-iteration state.
 369  */
 370 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 371
 372 typedef struct ztest_info {
 373         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 374         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 375         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 376         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
 377 } ztest_info_t;
 378
 379 typedef struct ztest_shared_callstate {
 380         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 381         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 382         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 383 } ztest_shared_callstate_t;
 384
 385 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 386 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 387
 388 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 389 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 390 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 391 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
 392 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 393 ztest_func_t ztest_zap;
 394 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 395 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 396 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 397 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 398 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 399 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 400 ztest_func_t ztest_fzap;
 401 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 402 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 403 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 404 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 405 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 406 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 407 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
 408 ztest_func_t ztest_scrub;
 409 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 410 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 411 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 412 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 413 ztest_func_t ztest_vdev_class_add;
 414 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 415 ztest_func_t ztest_split_pool;
 416 ztest_func_t ztest_reguid;
 417 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 418 ztest_func_t ztest_device_removal;
 419 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
 420 ztest_func_t ztest_initialize;
 421 ztest_func_t ztest_trim;
 422 ztest_func_t ztest_blake3;
 423 ztest_func_t ztest_fletcher;
 424 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
 425 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
 426
 427 static uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;           /* all the time */
 428 static uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;   /* every 1/10 second */
 429 static uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;            /* every second */
 430 static uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;       /* every 10 seconds */
 431 static uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;          /* every 60 seconds */
 432
 433 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
 434         {   .zi_func = (func), \
 435             .zi_iters = (iters), \
 436             .zi_interval = (interval), \
 437             .zi_funcname = # func }
 438
 439 static ztest_info_t ztest_info[] = {
 440         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
 441         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
 442         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
 443         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_next_chunk, 1, &zopt_sometimes),
 444         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
 445         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
 446         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
 447         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_sometimes),
 448         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
 449         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
 450         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
 451         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
 452         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
 453         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
 454 #if 0
 455         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
 456 #endif
 457         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
 458         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 459         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
 460         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
 461         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
 462         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
 463         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
 464         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
 465         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
 466         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
 467         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
 468         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
 469         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 470         ZTI_INIT(ztest_vdev_class_add, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 471         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
 472         ZTI_INIT(ztest_device_removal, 1, &zopt_sometimes),
 473         ZTI_INIT(ztest_spa_checkpoint_create_discard, 1, &zopt_rarely),
 474         ZTI_INIT(ztest_initialize, 1, &zopt_sometimes),
 475         ZTI_INIT(ztest_trim, 1, &zopt_sometimes),
 476         ZTI_INIT(ztest_blake3, 1, &zopt_rarely),
 477         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
 478         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
 479         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
 480 };
 481
 482 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 483
 484 /*
 485  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 486  * The callbacks are ordered by txg number.
 487  */
 488 typedef struct ztest_cb_list {
 489         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
 490         list_t          zcl_callbacks;
 491 } ztest_cb_list_t;
 492
 493 /*
 494  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 495  */
 496 typedef struct ztest_shared {
 497         boolean_t       zs_do_init;
 498         hrtime_t        zs_proc_start;
 499         hrtime_t        zs_proc_stop;
 500         hrtime_t        zs_thread_start;
 501         hrtime_t        zs_thread_stop;
 502         hrtime_t        zs_thread_kill;
 503         uint64_t        zs_enospc_count;
 504         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 505         uint64_t        zs_vdev_aux;
 506         uint64_t        zs_alloc;
 507         uint64_t        zs_space;
 508         uint64_t        zs_splits;
 509         uint64_t        zs_mirrors;
 510         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 511         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 512         uint64_t        zs_guid;
 513 } ztest_shared_t;
 514
 515 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 516
 517 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 518 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 519 static ztest_shared_t *ztest_shared;
 520
 521 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 522 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 523
 524 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
 525 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
 526 static boolean_t ztest_pool_scrubbed = B_FALSE;
 527 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
 528
 529 /*
 530  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 531  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 532  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 533  * namespace does not change while the lock is held.
 534  */
 535 static pthread_rwlock_t ztest_name_lock;
 536
 537 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 538 static boolean_t ztest_exiting;
 539
 540 /* Global commit callback list */
 541 static ztest_cb_list_t zcl;
 542 /* Commit cb delay */
 543 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
 544 static int zc_cb_counter = 0;
 545
 546 /*
 547  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
 548  * whether the minimum txg delay is acceptable.
 549  */
 550 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
 551
 552 /*
 553  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
 554  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
 555  * implementation bug.
 556  */
 557 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
 558
 559 enum ztest_object {
 560         ZTEST_META_DNODE = 0,
 561         ZTEST_DIROBJ,
 562         ZTEST_OBJECTS
 563 };
 564
 565 static __attribute__((noreturn)) void usage(boolean_t requested);
 566 static int ztest_scrub_impl(spa_t *spa);
 567
 568 /*
 569  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 570  * debugging facilities.
 571  */
 572 const char *
 573 _umem_debug_init(void)
 574 {
 575         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 576 }
 577
 578 const char *
 579 _umem_logging_init(void)
 580 {
 581         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 582 }
 583
 584 static void
 585 dump_debug_buffer(void)
 586 {
 587         ssize_t ret __attribute__((unused));
 588
 589         if (!ztest_opts.zo_dump_dbgmsg)
 590                 return;
 591
 592         /*
 593          * We use write() instead of printf() so that this function
 594          * is safe to call from a signal handler.
 595          */
 596         ret = write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
 597         zfs_dbgmsg_print("ztest");
 598 }
 599
 600 #define BACKTRACE_SZ    100
 601
 602 static void sig_handler(int signo)
 603 {
 604         struct sigaction action;
 605 #if (__GLIBC__ && !__UCLIBC__) /* backtrace() is a GNU extension */
 606         int nptrs;
 607         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
 608
 609         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
 610         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
 611 #endif
 612         dump_debug_buffer();
 613
 614         /*
 615          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
 616          * SIGABRT can trigger a core dump.
 617          */
 618         action.sa_handler = SIG_DFL;
 619         sigemptyset(&action.sa_mask);
 620         action.sa_flags = 0;
 621         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
 622         raise(signo);
 623 }
 624
 625 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 626
 627 static const char *fatal_msg;
 628
 629 static __attribute__((format(printf, 2, 3))) __attribute__((noreturn)) void
 630 fatal(int do_perror, const char *message, ...)
 631 {
 632         va_list args;
 633         int save_errno = errno;
 634         char *buf;
 635
 636         (void) fflush(stdout);
 637         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
 638         if (buf == NULL)
 639                 goto out;
 640
 641         va_start(args, message);
 642         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 643         /* LINTED */
 644         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 645         va_end(args);
 646         if (do_perror) {
 647                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 648                     ": %s", strerror(save_errno));
 649         }
 650         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 651         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 652
 653 out:
 654         if (ztest_dump_core)
 655                 abort();
 656         else
 657                 dump_debug_buffer();
 658
 659         exit(3);
 660 }
 661
 662 static int
 663 str2shift(const char *buf)
 664 {
 665         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 666         int i;
 667
 668         if (buf[0] == '\0')
 669                 return (0);
 670         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 671                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 672                         break;
 673         }
 674         if (i == strlen(ends)) {
 675                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 676                     buf);
 677                 usage(B_FALSE);
 678         }
 679         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 680                 return (10*i);
 681         }
 682         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 683         usage(B_FALSE);
 684 }
 685
 686 static uint64_t
 687 nicenumtoull(const char *buf)
 688 {
 689         char *end;
 690         uint64_t val;
 691
 692         val = strtoull(buf, &end, 0);
 693         if (end == buf) {
 694                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 695                 usage(B_FALSE);
 696         } else if (end[0] == '.') {
 697                 double fval = strtod(buf, &end);
 698                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 699                 /*
 700                  * UINT64_MAX is not exactly representable as a double.
 701                  * The closest representation is UINT64_MAX + 1, so we
 702                  * use a >= comparison instead of > for the bounds check.
 703                  */
 704                 if (fval >= (double)UINT64_MAX) {
 705                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 706                             buf);
 707                         usage(B_FALSE);
 708                 }
 709                 val = (uint64_t)fval;
 710         } else {
 711                 int shift = str2shift(end);
 712                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 713                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 714                             buf);
 715                         usage(B_FALSE);
 716                 }
 717                 val <<= shift;
 718         }
 719         return (val);
 720 }
 721
 722 typedef struct ztest_option {
 723         const char      short_opt;
 724         const char      *long_opt;
 725         const char      *long_opt_param;
 726         const char      *comment;
 727         unsigned int    default_int;
 728         const char      *default_str;
 729 } ztest_option_t;
 730
 731 /*
 732  * The following option_table is used for generating the usage info as well as
 733  * the long and short option information for calling getopt_long().
 734  */
 735 static ztest_option_t option_table[] = {
 736         { 'v',  "vdevs", "INTEGER", "Number of vdevs", DEFAULT_VDEV_COUNT,
 737             NULL},
 738         { 's',  "vdev-size", "INTEGER", "Size of each vdev",
 739             NO_DEFAULT, DEFAULT_VDEV_SIZE_STR},
 740         { 'a',  "alignment-shift", "INTEGER",
 741             "Alignment shift; use 0 for random", DEFAULT_ASHIFT, NULL},
 742         { 'm',  "mirror-copies", "INTEGER", "Number of mirror copies",
 743             DEFAULT_MIRRORS, NULL},
 744         { 'r',  "raid-disks", "INTEGER", "Number of raidz/draid disks",
 745             DEFAULT_RAID_CHILDREN, NULL},
 746         { 'R',  "raid-parity", "INTEGER", "Raid parity",
 747             DEFAULT_RAID_PARITY, NULL},
 748         { 'K',  "raid-kind", "raidz|draid|random", "Raid kind",
 749             NO_DEFAULT, "random"},
 750         { 'D',  "draid-data", "INTEGER", "Number of draid data drives",
 751             DEFAULT_DRAID_DATA, NULL},
 752         { 'S',  "draid-spares", "INTEGER", "Number of draid spares",
 753             DEFAULT_DRAID_SPARES, NULL},
 754         { 'd',  "datasets", "INTEGER", "Number of datasets",
 755             DEFAULT_DATASETS_COUNT, NULL},
 756         { 't',  "threads", "INTEGER", "Number of ztest threads",
 757             DEFAULT_THREADS, NULL},
 758         { 'g',  "gang-block-threshold", "INTEGER",
 759             "Metaslab gang block threshold",
 760             NO_DEFAULT, DEFAULT_FORCE_GANGING_STR},
 761         { 'i',  "init-count", "INTEGER", "Number of times to initialize pool",
 762             DEFAULT_INITS, NULL},
 763         { 'k',  "kill-percentage", "INTEGER", "Kill percentage",
 764             NO_DEFAULT, DEFAULT_KILLRATE_STR},
 765         { 'p',  "pool-name", "STRING", "Pool name",
 766             NO_DEFAULT, DEFAULT_POOL},
 767         { 'f',  "vdev-file-directory", "PATH", "File directory for vdev files",
 768             NO_DEFAULT, DEFAULT_VDEV_DIR},
 769         { 'M',  "multi-host", NULL,
 770             "Multi-host; simulate pool imported on remote host",
 771             NO_DEFAULT, NULL},
 772         { 'E',  "use-existing-pool", NULL,
 773             "Use existing pool instead of creating new one", NO_DEFAULT, NULL},
 774         { 'T',  "run-time", "INTEGER", "Total run time",
 775             NO_DEFAULT, DEFAULT_RUN_TIME_STR},
 776         { 'P',  "pass-time", "INTEGER", "Time per pass",
 777             NO_DEFAULT, DEFAULT_PASS_TIME_STR},
 778         { 'F',  "freeze-loops", "INTEGER", "Max loops in spa_freeze()",
 779             DEFAULT_MAX_LOOPS, NULL},
 780         { 'B',  "alt-ztest", "PATH", "Alternate ztest path",
 781             NO_DEFAULT, NULL},
 782         { 'C',  "vdev-class-state", "on|off|random", "vdev class state",
 783             NO_DEFAULT, "random"},
 784         { 'o',  "option", "\"OPTION=INTEGER\"",
 785             "Set global variable to an unsigned 32-bit integer value",
 786             NO_DEFAULT, NULL},
 787         { 'G',  "dump-debug-msg", NULL,
 788             "Dump zfs_dbgmsg buffer before exiting due to an error",
 789             NO_DEFAULT, NULL},
 790         { 'V',  "verbose", NULL,
 791             "Verbose (use multiple times for ever more verbosity)",
 792             NO_DEFAULT, NULL},
 793         { 'h',  "help", NULL, "Show this help",
 794             NO_DEFAULT, NULL},
 795         {0, 0, 0, 0, 0, 0}
 796 };
 797
 798 static struct option *long_opts = NULL;
 799 static char *short_opts = NULL;
 800
 801 static void
 802 init_options(void)
 803 {
 804         ASSERT3P(long_opts, ==, NULL);
 805         ASSERT3P(short_opts, ==, NULL);
 806
 807         int count = sizeof (option_table) / sizeof (option_table[0]);
 808         long_opts = umem_alloc(sizeof (struct option) * count, UMEM_NOFAIL);
 809
 810         short_opts = umem_alloc(sizeof (char) * 2 * count, UMEM_NOFAIL);
 811         int short_opt_index = 0;
 812
 813         for (int i = 0; i < count; i++) {
 814                 long_opts[i].val = option_table[i].short_opt;
 815                 long_opts[i].name = option_table[i].long_opt;
 816                 long_opts[i].has_arg = option_table[i].long_opt_param != NULL
 817                     ? required_argument : no_argument;
 818                 long_opts[i].flag = NULL;
 819                 short_opts[short_opt_index++] = option_table[i].short_opt;
 820                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 821                         short_opts[short_opt_index++] = ':';
 822                 }
 823         }
 824 }
 825
 826 static void
 827 fini_options(void)
 828 {
 829         int count = sizeof (option_table) / sizeof (option_table[0]);
 830
 831         umem_free(long_opts, sizeof (struct option) * count);
 832         umem_free(short_opts, sizeof (char) * 2 * count);
 833
 834         long_opts = NULL;
 835         short_opts = NULL;
 836 }
 837
 838 static __attribute__((noreturn)) void
 839 usage(boolean_t requested)
 840 {
 841         char option[80];
 842         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 843
 844         (void) fprintf(fp, "Usage: %s [OPTIONS...]\n", DEFAULT_POOL);
 845         for (int i = 0; option_table[i].short_opt != 0; i++) {
 846                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 847                         (void) sprintf(option, "  -%c --%s=%s",
 848                             option_table[i].short_opt,
 849                             option_table[i].long_opt,
 850                             option_table[i].long_opt_param);
 851                 } else {
 852                         (void) sprintf(option, "  -%c --%s",
 853                             option_table[i].short_opt,
 854                             option_table[i].long_opt);
 855                 }
 856                 (void) fprintf(fp, "  %-40s%s", option,
 857                     option_table[i].comment);
 858
 859                 if (option_table[i].long_opt_param != NULL) {
 860                         if (option_table[i].default_str != NULL) {
 861                                 (void) fprintf(fp, " (default: %s)",
 862                                     option_table[i].default_str);
 863                         } else if (option_table[i].default_int != NO_DEFAULT) {
 864                                 (void) fprintf(fp, " (default: %u)",
 865                                     option_table[i].default_int);
 866                         }
 867                 }
 868                 (void) fprintf(fp, "\n");
 869         }
 870         exit(requested ? 0 : 1);
 871 }
 872
 873 static uint64_t
 874 ztest_random(uint64_t range)
 875 {
 876         uint64_t r;
 877
 878         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 879
 880         if (range == 0)
 881                 return (0);
 882
 883         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 884                 fatal(B_TRUE, "short read from /dev/urandom");
 885
 886         return (r % range);
 887 }
 888
 889 static void
 890 ztest_parse_name_value(const char *input, ztest_shared_opts_t *zo)
 891 {
 892         char name[32];
 893         char *value;
 894         int state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 895
 896         (void) strlcpy(name, input, sizeof (name));
 897
 898         value = strchr(name, '=');
 899         if (value == NULL) {
 900                 (void) fprintf(stderr, "missing value in property=value "
 901                     "'-C' argument (%s)\n", input);
 902                 usage(B_FALSE);
 903         }
 904         *(value) = '\0';
 905         value++;
 906
 907         if (strcmp(value, "on") == 0) {
 908                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_ON;
 909         } else if (strcmp(value, "off") == 0) {
 910                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_OFF;
 911         } else if (strcmp(value, "random") == 0) {
 912                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
 913         } else {
 914                 (void) fprintf(stderr, "invalid property value '%s'\n", value);
 915                 usage(B_FALSE);
 916         }
 917
 918         if (strcmp(name, "special") == 0) {
 919                 zo->zo_special_vdevs = state;
 920         } else {
 921                 (void) fprintf(stderr, "invalid property name '%s'\n", name);
 922                 usage(B_FALSE);
 923         }
 924         if (zo->zo_verbose >= 3)
 925                 (void) printf("%s vdev state is '%s'\n", name, value);
 926 }
 927
 928 static void
 929 process_options(int argc, char **argv)
 930 {
 931         char *path;
 932         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 933
 934         int opt;
 935         uint64_t value;
 936         const char *raid_kind = "random";
 937
 938         memcpy(zo, &ztest_opts_defaults, sizeof (*zo));
 939
 940         init_options();
 941
 942         while ((opt = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts,
 943             NULL)) != EOF) {
 944                 value = 0;
 945                 switch (opt) {
 946                 case 'v':
 947                 case 's':
 948                 case 'a':
 949                 case 'm':
 950                 case 'r':
 951                 case 'R':
 952                 case 'D':
 953                 case 'S':
 954                 case 'd':
 955                 case 't':
 956                 case 'g':
 957                 case 'i':
 958                 case 'k':
 959                 case 'T':
 960                 case 'P':
 961                 case 'F':
 962                         value = nicenumtoull(optarg);
 963                 }
 964                 switch (opt) {
 965                 case 'v':
 966                         zo->zo_vdevs = value;
 967                         break;
 968                 case 's':
 969                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 970                         break;
 971                 case 'a':
 972                         zo->zo_ashift = value;
 973                         break;
 974                 case 'm':
 975                         zo->zo_mirrors = value;
 976                         break;
 977                 case 'r':
 978                         zo->zo_raid_children = MAX(1, value);
 979                         break;
 980                 case 'R':
 981                         zo->zo_raid_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 982                         break;
 983                 case 'K':
 984                         raid_kind = optarg;
 985                         break;
 986                 case 'D':
 987                         zo->zo_draid_data = MAX(1, value);
 988                         break;
 989                 case 'S':
 990                         zo->zo_draid_spares = MAX(1, value);
 991                         break;
 992                 case 'd':
 993                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 994                         break;
 995                 case 't':
 996                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 997                         break;
 998                 case 'g':
 999                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
1000                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
1001                         break;
1002                 case 'i':
1003                         zo->zo_init = value;
1004                         break;
1005                 case 'k':
1006                         zo->zo_killrate = value;
1007                         break;
1008                 case 'p':
1009                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
1010                             sizeof (zo->zo_pool));
1011                         break;
1012                 case 'f':
1013                         path = realpath(optarg, NULL);
1014                         if (path == NULL) {
1015                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
1016                                     optarg, strerror(errno));
1017                                 usage(B_FALSE);
1018                         } else {
1019                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
1020                                     sizeof (zo->zo_dir));
1021                                 free(path);
1022                         }
1023                         break;
1024                 case 'M':
1025                         zo->zo_mmp_test = 1;
1026                         break;
1027                 case 'V':
1028                         zo->zo_verbose++;
1029                         break;
1030                 case 'E':
1031                         zo->zo_init = 0;
1032                         break;
1033                 case 'T':
1034                         zo->zo_time = value;
1035                         break;
1036                 case 'P':
1037                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
1038                         break;
1039                 case 'F':
1040                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
1041                         break;
1042                 case 'B':
1043                         (void) strlcpy(zo->zo_alt_ztest, optarg,
1044                             sizeof (zo->zo_alt_ztest));
1045                         break;
1046                 case 'C':
1047                         ztest_parse_name_value(optarg, zo);
1048                         break;
1049                 case 'o':
1050                         if (zo->zo_gvars_count >= ZO_GVARS_MAX_COUNT) {
1051                                 (void) fprintf(stderr,
1052                                     "max global var count (%zu) exceeded\n",
1053                                     ZO_GVARS_MAX_COUNT);
1054                                 usage(B_FALSE);
1055                         }
1056                         char *v = zo->zo_gvars[zo->zo_gvars_count];
1057                         if (strlcpy(v, optarg, ZO_GVARS_MAX_ARGLEN) >=
1058                             ZO_GVARS_MAX_ARGLEN) {
1059                                 (void) fprintf(stderr,
1060                                     "global var option '%s' is too long\n",
1061                                     optarg);
1062                                 usage(B_FALSE);
1063                         }
1064                         zo->zo_gvars_count++;
1065                         break;
1066                 case 'G':
1067                         zo->zo_dump_dbgmsg = 1;
1068                         break;
1069                 case 'h':
1070                         usage(B_TRUE);
1071                         break;
1072                 case '?':
1073                 default:
1074                         usage(B_FALSE);
1075                         break;
1076                 }
1077         }
1078
1079         fini_options();
1080
1081         /* When raid choice is 'random' add a draid pool 50% of the time */
1082         if (strcmp(raid_kind, "random") == 0) {
1083                 raid_kind = (ztest_random(2) == 0) ? "draid" : "raidz";
1084
1085                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
1086                         (void) printf("choosing RAID type '%s'\n", raid_kind);
1087         }
1088
1089         if (strcmp(raid_kind, "draid") == 0) {
1090                 uint64_t min_devsize;
1091
1092                 /* With fewer disk use 256M, otherwise 128M is OK */
1093                 min_devsize = (ztest_opts.zo_raid_children < 16) ?
1094                     (256ULL << 20) : (128ULL << 20);
1095
1096                 /* No top-level mirrors with dRAID for now */
1097                 zo->zo_mirrors = 0;
1098
1099                 /* Use more appropriate defaults for dRAID */
1100                 if (zo->zo_vdevs == ztest_opts_defaults.zo_vdevs)
1101                         zo->zo_vdevs = 1;
1102                 if (zo->zo_raid_children ==
1103                     ztest_opts_defaults.zo_raid_children)
1104                         zo->zo_raid_children = 16;
1105                 if (zo->zo_ashift < 12)
1106                         zo->zo_ashift = 12;
1107                 if (zo->zo_vdev_size < min_devsize)
1108                         zo->zo_vdev_size = min_devsize;
1109
1110                 if (zo->zo_draid_data + zo->zo_raid_parity >
1111                     zo->zo_raid_children - zo->zo_draid_spares) {
1112                         (void) fprintf(stderr, "error: too few draid "
1113                             "children (%d) for stripe width (%d)\n",
1114                             zo->zo_raid_children,
1115                             zo->zo_draid_data + zo->zo_raid_parity);
1116                         usage(B_FALSE);
1117                 }
1118
1119                 (void) strlcpy(zo->zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID,
1120                     sizeof (zo->zo_raid_type));
1121
1122         } else /* using raidz */ {
1123                 ASSERT0(strcmp(raid_kind, "raidz"));
1124
1125                 zo->zo_raid_parity = MIN(zo->zo_raid_parity,
1126                     zo->zo_raid_children - 1);
1127         }
1128
1129         zo->zo_vdevtime =
1130             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
1131             UINT64_MAX >> 2);
1132
1133         if (*zo->zo_alt_ztest) {
1134                 const char *invalid_what = "ztest";
1135                 char *val = zo->zo_alt_ztest;
1136                 if (0 != access(val, X_OK) ||
1137                     (strrchr(val, '/') == NULL && (errno == EINVAL)))
1138                         goto invalid;
1139
1140                 int dirlen = strrchr(val, '/') - val;
1141                 strlcpy(zo->zo_alt_libpath, val,
1142                     MIN(sizeof (zo->zo_alt_libpath), dirlen + 1));
1143                 invalid_what = "library path", val = zo->zo_alt_libpath;
1144                 if (strrchr(val, '/') == NULL && (errno == EINVAL))
1145                         goto invalid;
1146                 *strrchr(val, '/') = '\0';
1147                 strlcat(val, "/lib", sizeof (zo->zo_alt_libpath));
1148
1149                 if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK))
1150                         goto invalid;
1151                 return;
1152
1153 invalid:
1154                 ztest_dump_core = B_FALSE;
1155                 fatal(B_TRUE, "invalid alternate %s %s", invalid_what, val);
1156         }
1157 }
1158
1159 static void
1160 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
1161 {
1162         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
1163         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
1164
1165         /*
1166          * Before we kill ourselves, make sure that the config is updated.
1167          * See comment above spa_write_cachefile().
1168          */
1169         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1170         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE, B_FALSE);
1171         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1172
1173         (void) raise(SIGKILL);
1174 }
1175
1176 static void
1177 ztest_record_enospc(const char *s)
1178 {
1179         (void) s;
1180         ztest_shared->zs_enospc_count++;
1181 }
1182
1183 static uint64_t
1184 ztest_get_ashift(void)
1185 {
1186         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
1187                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
1188         return (ztest_opts.zo_ashift);
1189 }
1190
1191 static boolean_t
1192 ztest_is_draid_spare(const char *name)
1193 {
1194         uint64_t spare_id = 0, parity = 0, vdev_id = 0;
1195
1196         if (sscanf(name, VDEV_TYPE_DRAID "%"PRIu64"-%"PRIu64"-%"PRIu64"",
1197             &parity, &vdev_id, &spare_id) == 3) {
1198                 return (B_TRUE);
1199         }
1200
1201         return (B_FALSE);
1202 }
1203
1204 static nvlist_t *
1205 make_vdev_file(const char *path, const char *aux, const char *pool,
1206     size_t size, uint64_t ashift)
1207 {
1208         char *pathbuf = NULL;
1209         uint64_t vdev;
1210         nvlist_t *file;
1211         boolean_t draid_spare = B_FALSE;
1212
1213
1214         if (ashift == 0)
1215                 ashift = ztest_get_ashift();
1216
1217         if (path == NULL) {
1218                 pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1219                 path = pathbuf;
1220
1221                 if (aux != NULL) {
1222                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
1223                         (void) snprintf(pathbuf, MAXPATHLEN,
1224                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
1225                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
1226                             aux, vdev);
1227                 } else {
1228                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
1229                         (void) snprintf(pathbuf, MAXPATHLEN,
1230                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
1231                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
1232                 }
1233         } else {
1234                 draid_spare = ztest_is_draid_spare(path);
1235         }
1236
1237         if (size != 0 && !draid_spare) {
1238                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
1239                 if (fd == -1)
1240                         fatal(B_TRUE, "can't open %s", path);
1241                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
1242                         fatal(B_TRUE, "can't ftruncate %s", path);
1243                 (void) close(fd);
1244         }
1245
1246         file = fnvlist_alloc();
1247         fnvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1248             draid_spare ? VDEV_TYPE_DRAID_SPARE : VDEV_TYPE_FILE);
1249         fnvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path);
1250         fnvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift);
1251         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
1252
1253         return (file);
1254 }
1255
1256 static nvlist_t *
1257 make_vdev_raid(const char *path, const char *aux, const char *pool, size_t size,
1258     uint64_t ashift, int r)
1259 {
1260         nvlist_t *raid, **child;
1261         int c;
1262
1263         if (r < 2)
1264                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
1265         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1266
1267         for (c = 0; c < r; c++)
1268                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
1269
1270         raid = fnvlist_alloc();
1271         fnvlist_add_string(raid, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1272             ztest_opts.zo_raid_type);
1273         fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
1274             ztest_opts.zo_raid_parity);
1275         fnvlist_add_nvlist_array(raid, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1276             (const nvlist_t **)child, r);
1277
1278         if (strcmp(ztest_opts.zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID) == 0) {
1279                 uint64_t ndata = ztest_opts.zo_draid_data;
1280                 uint64_t nparity = ztest_opts.zo_raid_parity;
1281                 uint64_t nspares = ztest_opts.zo_draid_spares;
1282                 uint64_t children = ztest_opts.zo_raid_children;
1283                 uint64_t ngroups = 1;
1284
1285                 /*
1286                  * Calculate the minimum number of groups required to fill a
1287                  * slice. This is the LCM of the stripe width (data + parity)
1288                  * and the number of data drives (children - spares).
1289                  */
1290                 while (ngroups * (ndata + nparity) % (children - nspares) != 0)
1291                         ngroups++;
1292
1293                 /* Store the basic dRAID configuration. */
1294                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NDATA, ndata);
1295                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NSPARES, nspares);
1296                 fnvlist_add_uint64(raid, ZPOOL_CONFIG_DRAID_NGROUPS, ngroups);
1297         }
1298
1299         for (c = 0; c < r; c++)
1300                 fnvlist_free(child[c]);
1301
1302         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
1303
1304         return (raid);
1305 }
1306
1307 static nvlist_t *
1308 make_vdev_mirror(const char *path, const char *aux, const char *pool,
1309     size_t size, uint64_t ashift, int r, int m)
1310 {
1311         nvlist_t *mirror, **child;
1312         int c;
1313
1314         if (m < 1)
1315                 return (make_vdev_raid(path, aux, pool, size, ashift, r));
1316
1317         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1318
1319         for (c = 0; c < m; c++)
1320                 child[c] = make_vdev_raid(path, aux, pool, size, ashift, r);
1321
1322         mirror = fnvlist_alloc();
1323         fnvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_MIRROR);
1324         fnvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1325             (const nvlist_t **)child, m);
1326
1327         for (c = 0; c < m; c++)
1328                 fnvlist_free(child[c]);
1329
1330         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
1331
1332         return (mirror);
1333 }
1334
1335 static nvlist_t *
1336 make_vdev_root(const char *path, const char *aux, const char *pool, size_t size,
1337     uint64_t ashift, const char *class, int r, int m, int t)
1338 {
1339         nvlist_t *root, **child;
1340         int c;
1341         boolean_t log;
1342
1343         ASSERT3S(t, >, 0);
1344
1345         log = (class != NULL && strcmp(class, "log") == 0);
1346
1347         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1348
1349         for (c = 0; c < t; c++) {
1350                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1351                     r, m);
1352                 fnvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, log);
1353
1354                 if (class != NULL && class[0] != '\0') {
1355                         ASSERT(m > 1 || log);   /* expecting a mirror */
1356                         fnvlist_add_string(child[c],
1357                             ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS, class);
1358                 }
1359         }
1360
1361         root = fnvlist_alloc();
1362         fnvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT);
1363         fnvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1364             (const nvlist_t **)child, t);
1365
1366         for (c = 0; c < t; c++)
1367                 fnvlist_free(child[c]);
1368
1369         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1370
1371         return (root);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1376  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1377  */
1378 static uint64_t
1379 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1380 {
1381         uint64_t version = initial_version;
1382
1383         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1384                 version = version +
1385                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1386         }
1387
1388         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1389                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1390
1391         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1392         return (version);
1393 }
1394
1395 static int
1396 ztest_random_blocksize(void)
1397 {
1398         ASSERT3U(ztest_spa->spa_max_ashift, !=, 0);
1399
1400         /*
1401          * Choose a block size >= the ashift.
1402          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1403          */
1404         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1405         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1406                 maxbs = 20;
1407         uint64_t block_shift =
1408             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1409         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1410 }
1411
1412 static int
1413 ztest_random_dnodesize(void)
1414 {
1415         int slots;
1416         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1417
1418         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1419                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1420
1421         /*
1422          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1423          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1424          * usage.
1425          */
1426         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1427         switch (ztest_random(10)) {
1428         case 0:
1429                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1430                 break;
1431         case 1 ... 4:
1432                 slots = 2 + ztest_random(3);
1433                 break;
1434         default:
1435                 slots = 1;
1436                 break;
1437         }
1438
1439         return (slots << DNODE_SHIFT);
1440 }
1441
1442 static int
1443 ztest_random_ibshift(void)
1444 {
1445         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1446             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1447 }
1448
1449 static uint64_t
1450 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1451 {
1452         uint64_t top;
1453         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1454         vdev_t *tvd;
1455
1456         ASSERT3U(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER), !=, 0);
1457
1458         do {
1459                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1460                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1461         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1462             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1463
1464         return (top);
1465 }
1466
1467 static uint64_t
1468 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1469 {
1470         uint64_t value;
1471
1472         do {
1473                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1474         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1475
1476         return (value);
1477 }
1478
1479 static int
1480 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1481     boolean_t inherit)
1482 {
1483         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1484         const char *valname;
1485         char *setpoint;
1486         uint64_t curval;
1487         int error;
1488
1489         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1490             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1491
1492         if (error == ENOSPC) {
1493                 ztest_record_enospc(FTAG);
1494                 return (error);
1495         }
1496         ASSERT0(error);
1497
1498         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1499         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1500
1501         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1502                 int err;
1503
1504                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1505                 if (err)
1506                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1507                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1508                 else
1509                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1510                             osname, propname, valname, setpoint);
1511         }
1512         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1513
1514         return (error);
1515 }
1516
1517 static int
1518 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1519 {
1520         spa_t *spa = ztest_spa;
1521         nvlist_t *props = NULL;
1522         int error;
1523
1524         props = fnvlist_alloc();
1525         fnvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value);
1526
1527         error = spa_prop_set(spa, props);
1528
1529         fnvlist_free(props);
1530
1531         if (error == ENOSPC) {
1532                 ztest_record_enospc(FTAG);
1533                 return (error);
1534         }
1535         ASSERT0(error);
1536
1537         return (error);
1538 }
1539
1540 static int
1541 ztest_dmu_objset_own(const char *name, dmu_objset_type_t type,
1542     boolean_t readonly, boolean_t decrypt, const void *tag, objset_t **osp)
1543 {
1544         int err;
1545         char *cp = NULL;
1546         char ddname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
1547
1548         strlcpy(ddname, name, sizeof (ddname));
1549         cp = strchr(ddname, '@');
1550         if (cp != NULL)
1551                 *cp = '\0';
1552
1553         err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1554         while (decrypt && err == EACCES) {
1555                 dsl_crypto_params_t *dcp;
1556                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
1557
1558                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
1559                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
1560                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, NULL,
1561                     crypto_args, &dcp));
1562                 err = spa_keystore_load_wkey(ddname, dcp, B_FALSE);
1563                 /*
1564                  * Note: if there was an error loading, the wkey was not
1565                  * consumed, and needs to be freed.
1566                  */
1567                 dsl_crypto_params_free(dcp, (err != 0));
1568                 fnvlist_free(crypto_args);
1569
1570                 if (err == EINVAL) {
1571                         /*
1572                          * We couldn't load a key for this dataset so try
1573                          * the parent. This loop will eventually hit the
1574                          * encryption root since ztest only makes clones
1575                          * as children of their origin datasets.
1576                          */
1577                         cp = strrchr(ddname, '/');
1578                         if (cp == NULL)
1579                                 return (err);
1580
1581                         *cp = '\0';
1582                         err = EACCES;
1583                         continue;
1584                 } else if (err != 0) {
1585                         break;
1586                 }
1587
1588                 err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1589                 break;
1590         }
1591
1592         return (err);
1593 }
1594
1595 static void
1596 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1597 {
1598         rll->rll_writer = NULL;
1599         rll->rll_readers = 0;
1600         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1601         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1602 }
1603
1604 static void
1605 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1606 {
1607         ASSERT3P(rll->rll_writer, ==, NULL);
1608         ASSERT0(rll->rll_readers);
1609         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1610         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1611 }
1612
1613 static void
1614 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1615 {
1616         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1617
1618         if (type == RL_READER) {
1619                 while (rll->rll_writer != NULL)
1620                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1621                 rll->rll_readers++;
1622         } else {
1623                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1624                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1625                 rll->rll_writer = curthread;
1626         }
1627
1628         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1629 }
1630
1631 static void
1632 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1633 {
1634         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1635
1636         if (rll->rll_writer) {
1637                 ASSERT0(rll->rll_readers);
1638                 rll->rll_writer = NULL;
1639         } else {
1640                 ASSERT3S(rll->rll_readers, >, 0);
1641                 ASSERT3P(rll->rll_writer, ==, NULL);
1642                 rll->rll_readers--;
1643         }
1644
1645         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1646                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1647
1648         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1649 }
1650
1651 static void
1652 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1653 {
1654         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1655
1656         ztest_rll_lock(rll, type);
1657 }
1658
1659 static void
1660 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1661 {
1662         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1663
1664         ztest_rll_unlock(rll);
1665 }
1666
1667 static rl_t *
1668 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1669     uint64_t size, rl_type_t type)
1670 {
1671         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1672         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1673         rl_t *rl;
1674
1675         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1676         rl->rl_object = object;
1677         rl->rl_offset = offset;
1678         rl->rl_size = size;
1679         rl->rl_lock = rll;
1680
1681         ztest_rll_lock(rll, type);
1682
1683         return (rl);
1684 }
1685
1686 static void
1687 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1688 {
1689         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1690
1691         ztest_rll_unlock(rll);
1692
1693         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1694 }
1695
1696 static void
1697 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1698 {
1699         zd->zd_os = os;
1700         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1701         zd->zd_shared = szd;
1702         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1703         int l;
1704
1705         if (zd->zd_shared != NULL)
1706                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1707
1708         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL));
1709         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1710
1711         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1712                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1713
1714         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1715                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1716 }
1717
1718 static void
1719 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1720 {
1721         int l;
1722
1723         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1724         (void) pthread_rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1725
1726         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1727                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1728
1729         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1730                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1731 }
1732
1733 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1734
1735 static uint64_t
1736 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1737 {
1738         uint64_t txg;
1739         int error;
1740
1741         /*
1742          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1743          */
1744         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1745         if (error) {
1746                 if (error == ERESTART) {
1747                         ASSERT3U(txg_how, ==, TXG_NOWAIT);
1748                         dmu_tx_wait(tx);
1749                 } else {
1750                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1751                         ztest_record_enospc(tag);
1752                 }
1753                 dmu_tx_abort(tx);
1754                 return (0);
1755         }
1756         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1757         ASSERT3U(txg, !=, 0);
1758         return (txg);
1759 }
1760
1761 static void
1762 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1763     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1764     uint64_t crtxg)
1765 {
1766         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1767         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1768         bt->bt_object = object;
1769         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1770         bt->bt_offset = offset;
1771         bt->bt_gen = gen;
1772         bt->bt_txg = txg;
1773         bt->bt_crtxg = crtxg;
1774 }
1775
1776 static void
1777 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1778     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1779     uint64_t crtxg)
1780 {
1781         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1782         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1783         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1784         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1785         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1786         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1787         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1788         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1789 }
1790
1791 static ztest_block_tag_t *
1792 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1793 {
1794         dmu_object_info_t doi;
1795         ztest_block_tag_t *bt;
1796
1797         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1798         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1799         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1800         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1801
1802         return (bt);
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1807  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1808  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1809  */
1810 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1811         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1812
1813 /*
1814  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1815  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1816  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1817  * interior regions of large dnodes.
1818  */
1819 static void
1820 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1821     objset_t *os, uint64_t gen)
1822 {
1823         uint64_t *bonusp;
1824
1825         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1826
1827         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1828                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1829                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1830                 *bonusp = token;
1831         }
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1836  * expected tokens.
1837  */
1838 static void
1839 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1840     objset_t *os, uint64_t gen)
1841 {
1842         uint64_t *bonusp;
1843
1844         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1845                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1846                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1847                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1848         }
1849 }
1850
1851 /*
1852  * ZIL logging ops
1853  */
1854
1855 #define lrz_type        lr_mode
1856 #define lrz_blocksize   lr_uid
1857 #define lrz_ibshift     lr_gid
1858 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1859 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1860
1861 static void
1862 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1863 {
1864         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1865         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1866         itx_t *itx;
1867
1868         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1869                 return;
1870
1871         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1872         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1873             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1874
1875         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1876 }
1877
1878 static void
1879 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1880 {
1881         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1882         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1883         itx_t *itx;
1884
1885         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1886                 return;
1887
1888         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1889         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1890             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1891
1892         itx->itx_oid = object;
1893         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1894 }
1895
1896 static void
1897 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1898 {
1899         itx_t *itx;
1900         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1901
1902         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1903                 return;
1904
1905         if (lr->lr_length > zil_max_log_data(zd->zd_zilog, sizeof (lr_write_t)))
1906                 write_state = WR_INDIRECT;
1907
1908         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1909             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1910
1911         if (write_state == WR_COPIED &&
1912             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1913             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1914                 zil_itx_destroy(itx);
1915                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1916                 write_state = WR_NEED_COPY;
1917         }
1918         itx->itx_private = zd;
1919         itx->itx_wr_state = write_state;
1920         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1921
1922         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1923             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1924
1925         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1926 }
1927
1928 static void
1929 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1930 {
1931         itx_t *itx;
1932
1933         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1934                 return;
1935
1936         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1937         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1938             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1939
1940         itx->itx_sync = B_FALSE;
1941         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1942 }
1943
1944 static void
1945 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1946 {
1947         itx_t *itx;
1948
1949         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1950                 return;
1951
1952         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1953         memcpy(&itx->itx_lr + 1, &lr->lr_common + 1,
1954             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1955
1956         itx->itx_sync = B_FALSE;
1957         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * ZIL replay ops
1962  */
1963 static int
1964 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1965 {
1966         ztest_ds_t *zd = arg1;
1967         lr_create_t *lr = arg2;
1968         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1969         objset_t *os = zd->zd_os;
1970         ztest_block_tag_t *bbt;
1971         dmu_buf_t *db;
1972         dmu_tx_t *tx;
1973         uint64_t txg;
1974         int error = 0;
1975         int bonuslen;
1976
1977         if (byteswap)
1978                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1979
1980         ASSERT3U(lr->lr_doid, ==, ZTEST_DIROBJ);
1981         ASSERT3S(name[0], !=, '\0');
1982
1983         tx = dmu_tx_create(os);
1984
1985         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1986
1987         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1988                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1989         } else {
1990                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1991         }
1992
1993         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1994         if (txg == 0)
1995                 return (ENOSPC);
1996
1997         ASSERT3U(dmu_objset_zil(os)->zl_replay, ==, !!lr->lr_foid);
1998         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1999
2000         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
2001                 if (lr->lr_foid == 0) {
2002                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
2003                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
2004                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2005                 } else {
2006                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
2007                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
2008                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2009                 }
2010         } else {
2011                 if (lr->lr_foid == 0) {
2012                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
2013                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
2014                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2015                 } else {
2016                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
2017                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
2018                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
2019                 }
2020         }
2021
2022         if (error) {
2023                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
2024                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
2025                 dmu_tx_commit(tx);
2026                 return (error);
2027         }
2028
2029         ASSERT3U(lr->lr_foid, !=, 0);
2030
2031         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
2032                 VERIFY0(dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
2033                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
2034
2035         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2036         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2037         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2038         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
2039             lr->lr_gen, txg, txg);
2040         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
2041         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2042
2043         VERIFY0(zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
2044             &lr->lr_foid, tx));
2045
2046         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
2047
2048         dmu_tx_commit(tx);
2049
2050         return (0);
2051 }
2052
2053 static int
2054 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2055 {
2056         ztest_ds_t *zd = arg1;
2057         lr_remove_t *lr = arg2;
2058         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
2059         objset_t *os = zd->zd_os;
2060         dmu_object_info_t doi;
2061         dmu_tx_t *tx;
2062         uint64_t object, txg;
2063
2064         if (byteswap)
2065                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2066
2067         ASSERT3U(lr->lr_doid, ==, ZTEST_DIROBJ);
2068         ASSERT3S(name[0], !=, '\0');
2069
2070         VERIFY0(
2071             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
2072         ASSERT3U(object, !=, 0);
2073
2074         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
2075
2076         VERIFY0(dmu_object_info(os, object, &doi));
2077
2078         tx = dmu_tx_create(os);
2079
2080         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
2081         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
2082
2083         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2084         if (txg == 0) {
2085                 ztest_object_unlock(zd, object);
2086                 return (ENOSPC);
2087         }
2088
2089         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
2090                 VERIFY0(zap_destroy(os, object, tx));
2091         } else {
2092                 VERIFY0(dmu_object_free(os, object, tx));
2093         }
2094
2095         VERIFY0(zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
2096
2097         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
2098
2099         dmu_tx_commit(tx);
2100
2101         ztest_object_unlock(zd, object);
2102
2103         return (0);
2104 }
2105
2106 static int
2107 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2108 {
2109         ztest_ds_t *zd = arg1;
2110         lr_write_t *lr = arg2;
2111         objset_t *os = zd->zd_os;
2112         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
2113         uint64_t offset, length;
2114         ztest_block_tag_t *bt = data;
2115         ztest_block_tag_t *bbt;
2116         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
2117         dmu_object_info_t doi;
2118         dmu_tx_t *tx;
2119         dmu_buf_t *db;
2120         arc_buf_t *abuf = NULL;
2121         rl_t *rl;
2122
2123         if (byteswap)
2124                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2125
2126         offset = lr->lr_offset;
2127         length = lr->lr_length;
2128
2129         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
2130         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
2131                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
2132                 if (length < blocksize) {
2133                         offset -= offset % blocksize;
2134                         length = blocksize;
2135                 }
2136         }
2137
2138         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
2139                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
2140
2141         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
2142                 bt = NULL;
2143
2144         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2145         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
2146
2147         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2148
2149         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2150
2151         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2152         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2153         gen = bbt->bt_gen;
2154         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2155         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2156
2157         tx = dmu_tx_create(os);
2158
2159         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
2160
2161         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
2162             P2PHASE(offset, length) == 0)
2163                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
2164
2165         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2166         if (txg == 0) {
2167                 if (abuf != NULL)
2168                         dmu_return_arcbuf(abuf);
2169                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2170                 ztest_range_unlock(rl);
2171                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2172                 return (ENOSPC);
2173         }
2174
2175         if (bt != NULL) {
2176                 /*
2177                  * Usually, verify the old data before writing new data --
2178                  * but not always, because we also want to verify correct
2179                  * behavior when the data was not recently read into cache.
2180                  */
2181                 ASSERT(doi.doi_data_block_size);
2182                 ASSERT0(offset % doi.doi_data_block_size);
2183                 if (ztest_random(4) != 0) {
2184                         int prefetch = ztest_random(2) ?
2185                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
2186                         ztest_block_tag_t rbt;
2187
2188                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
2189                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
2190                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
2191                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
2192                                     offset, gen, txg, crtxg);
2193                         }
2194                 }
2195
2196                 /*
2197                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
2198                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
2199                  * open-context data, which may be different than the data
2200                  * as it was when the write was generated.
2201                  */
2202                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2203                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
2204                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
2205                             bt->bt_crtxg);
2206                 }
2207
2208                 /*
2209                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
2210                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
2211                  */
2212                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
2213                     crtxg);
2214         }
2215
2216         if (abuf == NULL) {
2217                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
2218         } else {
2219                 memcpy(abuf->b_data, data, length);
2220                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(db, offset, abuf, tx));
2221         }
2222
2223         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
2224
2225         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2226
2227         dmu_tx_commit(tx);
2228
2229         ztest_range_unlock(rl);
2230         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2231
2232         return (0);
2233 }
2234
2235 static int
2236 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2237 {
2238         ztest_ds_t *zd = arg1;
2239         lr_truncate_t *lr = arg2;
2240         objset_t *os = zd->zd_os;
2241         dmu_tx_t *tx;
2242         uint64_t txg;
2243         rl_t *rl;
2244
2245         if (byteswap)
2246                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2247
2248         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2249         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
2250             RL_WRITER);
2251
2252         tx = dmu_tx_create(os);
2253
2254         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
2255
2256         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2257         if (txg == 0) {
2258                 ztest_range_unlock(rl);
2259                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2260                 return (ENOSPC);
2261         }
2262
2263         VERIFY0(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
2264             lr->lr_length, tx));
2265
2266         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
2267
2268         dmu_tx_commit(tx);
2269
2270         ztest_range_unlock(rl);
2271         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2272
2273         return (0);
2274 }
2275
2276 static int
2277 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2278 {
2279         ztest_ds_t *zd = arg1;
2280         lr_setattr_t *lr = arg2;
2281         objset_t *os = zd->zd_os;
2282         dmu_tx_t *tx;
2283         dmu_buf_t *db;
2284         ztest_block_tag_t *bbt;
2285         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
2286
2287         if (byteswap)
2288                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2289
2290         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
2291
2292         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2293
2294         tx = dmu_tx_create(os);
2295         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
2296
2297         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2298         if (txg == 0) {
2299                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2300                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2301                 return (ENOSPC);
2302         }
2303
2304         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2305         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2306         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2307         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2308         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2309
2310         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2311                 ASSERT3U(lr->lr_size, !=, 0);
2312                 ASSERT3U(lr->lr_mode, !=, 0);
2313                 ASSERT3U(lrtxg, !=, 0);
2314         } else {
2315                 /*
2316                  * Randomly change the size and increment the generation.
2317                  */
2318                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2319                     sizeof (*bbt);
2320                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2321                 ASSERT0(lrtxg);
2322         }
2323
2324         /*
2325          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2326          */
2327         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2328             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2329
2330         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2331
2332         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2333         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2334         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2335         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2336
2337         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2338             txg, crtxg);
2339         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2340         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2341
2342         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2343
2344         dmu_tx_commit(tx);
2345
2346         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2347
2348         return (0);
2349 }
2350
2351 static zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2352         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
2353         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
2354         NULL,                   /* TX_MKDIR */
2355         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
2356         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
2357         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2358         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2359         NULL,                   /* TX_LINK */
2360         NULL,                   /* TX_RENAME */
2361         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2362         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2363         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2364         NULL,                   /* TX_ACL */
2365         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2366         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2367         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2368         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2369         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2370         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2371         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2372         NULL,                   /* TX_SETSAXATTR */
2373         NULL,                   /* TX_RENAME_EXCHANGE */
2374         NULL,                   /* TX_RENAME_WHITEOUT */
2375 };
2376
2377 /*
2378  * ZIL get_data callbacks
2379  */
2380
2381 static void
2382 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2383 {
2384         (void) error;
2385         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
2386         uint64_t object = ((rl_t *)zgd->zgd_lr)->rl_object;
2387
2388         if (zgd->zgd_db)
2389                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2390
2391         ztest_range_unlock((rl_t *)zgd->zgd_lr);
2392         ztest_object_unlock(zd, object);
2393
2394         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2395 }
2396
2397 static int
2398 ztest_get_data(void *arg, uint64_t arg2, lr_write_t *lr, char *buf,
2399     struct lwb *lwb, zio_t *zio)
2400 {
2401         (void) arg2;
2402         ztest_ds_t *zd = arg;
2403         objset_t *os = zd->zd_os;
2404         uint64_t object = lr->lr_foid;
2405         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2406         uint64_t size = lr->lr_length;
2407         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2408         uint64_t crtxg;
2409         dmu_object_info_t doi;
2410         dmu_buf_t *db;
2411         zgd_t *zgd;
2412         int error;
2413
2414         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2415         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2416         ASSERT3U(size, !=, 0);
2417
2418         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2419         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2420         if (error) {
2421                 ztest_object_unlock(zd, object);
2422                 return (error);
2423         }
2424
2425         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2426
2427         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2428                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2429                 ztest_object_unlock(zd, object);
2430                 return (ENOENT);
2431         }
2432
2433         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2434         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2435         db = NULL;
2436
2437         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2438         zgd->zgd_lwb = lwb;
2439         zgd->zgd_private = zd;
2440
2441         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2442                 zgd->zgd_lr = (struct zfs_locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2443                     object, offset, size, RL_READER);
2444
2445                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2446                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2447                 ASSERT0(error);
2448         } else {
2449                 size = doi.doi_data_block_size;
2450                 if (ISP2(size)) {
2451                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2452                 } else {
2453                         ASSERT3U(offset, <, size);
2454                         offset = 0;
2455                 }
2456
2457                 zgd->zgd_lr = (struct zfs_locked_range *)ztest_range_lock(zd,
2458                     object, offset, size, RL_READER);
2459
2460                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2461                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2462
2463                 if (error == 0) {
2464                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2465
2466                         zgd->zgd_db = db;
2467                         zgd->zgd_bp = bp;
2468
2469                         ASSERT3U(db->db_offset, ==, offset);
2470                         ASSERT3U(db->db_size, ==, size);
2471
2472                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2473                             ztest_get_done, zgd);
2474
2475                         if (error == 0)
2476                                 return (0);
2477                 }
2478         }
2479
2480         ztest_get_done(zgd, error);
2481
2482         return (error);
2483 }
2484
2485 static void *
2486 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2487 {
2488         char *lr;
2489         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2490
2491         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2492
2493         if (name)
2494                 memcpy(lr + lrsize, name, namesize);
2495
2496         return (lr);
2497 }
2498
2499 static void
2500 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2501 {
2502         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2503
2504         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2509  */
2510 static int
2511 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2512 {
2513         int missing = 0;
2514         int error;
2515         int i;
2516
2517         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2518
2519         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2520                 od->od_object = 0;
2521                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2522                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2523                 if (error) {
2524                         ASSERT3S(error, ==, ENOENT);
2525                         ASSERT0(od->od_object);
2526                         missing++;
2527                 } else {
2528                         dmu_buf_t *db;
2529                         ztest_block_tag_t *bbt;
2530                         dmu_object_info_t doi;
2531
2532                         ASSERT3U(od->od_object, !=, 0);
2533                         ASSERT0(missing);       /* there should be no gaps */
2534
2535                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2536                         VERIFY0(dmu_bonus_hold(zd->zd_os, od->od_object,
2537                             FTAG, &db));
2538                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2539                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2540                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2541                         od->od_type = doi.doi_type;
2542                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2543                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2544                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2545                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2546                 }
2547         }
2548
2549         return (missing);
2550 }
2551
2552 static int
2553 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2554 {
2555         int missing = 0;
2556         int i;
2557
2558         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2559
2560         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2561                 if (missing) {
2562                         od->od_object = 0;
2563                         missing++;
2564                         continue;
2565                 }
2566
2567                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2568
2569                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2570                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2571                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2572                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2573                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2574                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2575                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2576                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2577                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2578
2579                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2580                         ASSERT0(missing);
2581                         od->od_object = 0;
2582                         missing++;
2583                 } else {
2584                         od->od_object = lr->lr_foid;
2585                         od->od_type = od->od_crtype;
2586                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2587                         od->od_gen = od->od_crgen;
2588                         ASSERT3U(od->od_object, !=, 0);
2589                 }
2590
2591                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2592         }
2593
2594         return (missing);
2595 }
2596
2597 static int
2598 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2599 {
2600         int missing = 0;
2601         int error;
2602         int i;
2603
2604         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2605
2606         od += count - 1;
2607
2608         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2609                 if (missing) {
2610                         missing++;
2611                         continue;
2612                 }
2613
2614                 /*
2615                  * No object was found.
2616                  */
2617                 if (od->od_object == 0)
2618                         continue;
2619
2620                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2621
2622                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2623
2624                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2625                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2626                         missing++;
2627                 } else {
2628                         od->od_object = 0;
2629                 }
2630                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2631         }
2632
2633         return (missing);
2634 }
2635
2636 static int
2637 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2638     void *data)
2639 {
2640         lr_write_t *lr;
2641         int error;
2642
2643         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2644
2645         lr->lr_foid = object;
2646         lr->lr_offset = offset;
2647         lr->lr_length = size;
2648         lr->lr_blkoff = 0;
2649         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2650
2651         memcpy(lr + 1, data, size);
2652
2653         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2654
2655         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2656
2657         return (error);
2658 }
2659
2660 static int
2661 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2662 {
2663         lr_truncate_t *lr;
2664         int error;
2665
2666         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2667
2668         lr->lr_foid = object;
2669         lr->lr_offset = offset;
2670         lr->lr_length = size;
2671
2672         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2673
2674         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2675
2676         return (error);
2677 }
2678
2679 static int
2680 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2681 {
2682         lr_setattr_t *lr;
2683         int error;
2684
2685         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2686
2687         lr->lr_foid = object;
2688         lr->lr_size = 0;
2689         lr->lr_mode = 0;
2690
2691         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2692
2693         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2694
2695         return (error);
2696 }
2697
2698 static void
2699 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2700 {
2701         objset_t *os = zd->zd_os;
2702         dmu_tx_t *tx;
2703         uint64_t txg;
2704         rl_t *rl;
2705
2706         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2707
2708         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2709         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2710
2711         tx = dmu_tx_create(os);
2712
2713         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2714
2715         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2716
2717         if (txg != 0) {
2718                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2719                 dmu_tx_commit(tx);
2720                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2721         } else {
2722                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2723         }
2724
2725         ztest_range_unlock(rl);
2726         ztest_object_unlock(zd, object);
2727 }
2728
2729 static void
2730 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2731 {
2732         int err;
2733         ztest_block_tag_t wbt;
2734         dmu_object_info_t doi;
2735         enum ztest_io_type io_type;
2736         uint64_t blocksize;
2737         void *data;
2738
2739         VERIFY0(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi));
2740         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2741         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2742
2743         /*
2744          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2745          */
2746         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2747         if (ztest_random(2) == 0)
2748                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2749
2750         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2751
2752         switch (io_type) {
2753
2754         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2755                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2756                     offset, 0, 0, 0);
2757                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2758                 break;
2759
2760         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2761                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2762                 if (ztest_random(2) == 0) {
2763                         /*
2764                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2765                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2766                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2767                          */
2768                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2769                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2770                 }
2771                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2772                 break;
2773
2774         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2775                 memset(data, 0, blocksize);
2776                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2777                 break;
2778
2779         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2780                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2781                 break;
2782
2783         case ZTEST_IO_SETATTR:
2784                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2785                 break;
2786         default:
2787                 break;
2788
2789         case ZTEST_IO_REWRITE:
2790                 (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2791                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2792                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2793                     B_FALSE);
2794                 ASSERT(err == 0 || err == ENOSPC);
2795                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2796                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2797                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2798                     B_FALSE);
2799                 ASSERT(err == 0 || err == ENOSPC);
2800                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2801
2802                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2803                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2804
2805                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2806                 break;
2807         }
2808
2809         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2810
2811         umem_free(data, blocksize);
2812 }
2813
2814 /*
2815  * Initialize an object description template.
2816  */
2817 static void
2818 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, const char *tag, uint64_t index,
2819     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2820     uint64_t gen)
2821 {
2822         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2823         od->od_object = 0;
2824
2825         od->od_crtype = type;
2826         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2827         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2828         od->od_crgen = gen;
2829
2830         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2831         od->od_blocksize = 0;
2832         od->od_gen = 0;
2833
2834         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name),
2835             "%s(%"PRId64")[%"PRIu64"]",
2836             tag, id, index);
2837 }
2838
2839 /*
2840  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2841  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2842  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2843  * use the existing objects.
2844  */
2845 static int
2846 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2847 {
2848         int count = size / sizeof (*od);
2849         int rv = 0;
2850
2851         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2852         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2853             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2854             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2855                 rv = -1;
2856         zd->zd_od = od;
2857         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2858
2859         return (rv);
2860 }
2861
2862 void
2863 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2864 {
2865         (void) id;
2866         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2867
2868         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2869
2870         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2871
2872         /*
2873          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2874          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2875          * will verify that the log really does contain this record.
2876          */
2877         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2878         ASSERT3P(zd->zd_shared, !=, NULL);
2879         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2880         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2881         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2882
2883         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2888  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2889  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2890  */
2891 void
2892 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2893 {
2894         (void) id;
2895         objset_t *os = zd->zd_os;
2896
2897         /*
2898          * We hold the ztest_vdev_lock so we don't cause problems with
2899          * other threads that wish to remove a log device, such as
2900          * ztest_device_removal().
2901          */
2902         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2903
2904         /*
2905          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2906          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2907          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2908          */
2909         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2910         (void) pthread_rwlock_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2911
2912         /* zfsvfs_teardown() */
2913         zil_close(zd->zd_zilog);
2914
2915         /* zfsvfs_setup() */
2916         VERIFY3P(zil_open(os, ztest_get_data, NULL), ==, zd->zd_zilog);
2917         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2918
2919         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2920         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2921         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2926  * or create a pool with a bad vdev spec.
2927  */
2928 void
2929 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2930 {
2931         (void) zd, (void) id;
2932         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2933         spa_t *spa;
2934         nvlist_t *nvroot;
2935
2936         if (zo->zo_mmp_test)
2937                 return;
2938
2939         /*
2940          * Attempt to create using a bad file.
2941          */
2942         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2943         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2944             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2945         fnvlist_free(nvroot);
2946
2947         /*
2948          * Attempt to create using a bad mirror.
2949          */
2950         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 2, 1);
2951         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2952             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2953         fnvlist_free(nvroot);
2954
2955         /*
2956          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2957          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2958          */
2959         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2960         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2961         VERIFY3U(EEXIST, ==,
2962             spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2963         fnvlist_free(nvroot);
2964
2965         /*
2966          * We open a reference to the spa and then we try to export it
2967          * expecting one of the following errors:
2968          *
2969          * EBUSY
2970          *      Because of the reference we just opened.
2971          *
2972          * ZFS_ERR_EXPORT_IN_PROGRESS
2973          *      For the case that there is another ztest thread doing
2974          *      an export concurrently.
2975          */
2976         VERIFY0(spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2977         int error = spa_destroy(zo->zo_pool);
2978         if (error != EBUSY && error != ZFS_ERR_EXPORT_IN_PROGRESS) {
2979                 fatal(B_FALSE, "spa_destroy(%s) returned unexpected value %d",
2980                     spa->spa_name, error);
2981         }
2982         spa_close(spa, FTAG);
2983
2984         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2985 }
2986
2987 /*
2988  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2989  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2990  */
2991 void
2992 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2993 {
2994         (void) zd, (void) id;
2995         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2996         spa_t *spa = ztest_spa;
2997
2998         if (zo->zo_mmp_test)
2999                 return;
3000
3001         /*
3002          * Since enabling MMP involves setting a property, it could not be done
3003          * while the pool is suspended.
3004          */
3005         if (spa_suspended(spa))
3006                 return;
3007
3008         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
3009         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3010
3011         zfs_multihost_fail_intervals = 0;
3012
3013         if (!spa_multihost(spa)) {
3014                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
3015                 mmp_thread_start(spa);
3016         }
3017
3018         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3019         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
3020
3021         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3022         mmp_signal_all_threads();
3023         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3024
3025         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
3026         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3027
3028         if (spa_multihost(spa)) {
3029                 mmp_thread_stop(spa);
3030                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
3031         }
3032
3033         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3034         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
3035 }
3036
3037 void
3038 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3039 {
3040         (void) zd, (void) id;
3041         spa_t *spa;
3042         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
3043         uint64_t version, newversion;
3044         nvlist_t *nvroot, *props;
3045         char *name;
3046
3047         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3048                 return;
3049
3050         /* dRAID added after feature flags, skip upgrade test. */
3051         if (strcmp(ztest_opts.zo_raid_type, VDEV_TYPE_DRAID) == 0)
3052                 return;
3053
3054         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3055         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
3056
3057         /*
3058          * Clean up from previous runs.
3059          */
3060         (void) spa_destroy(name);
3061
3062         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3063             NULL, ztest_opts.zo_raid_children, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
3064
3065         /*
3066          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
3067          * initial version is capable of supporting that feature.
3068          */
3069         switch (ztest_opts.zo_raid_parity) {
3070         case 0:
3071         case 1:
3072                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
3073                 break;
3074         case 2:
3075                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
3076                 break;
3077         case 3:
3078                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
3079                 break;
3080         }
3081
3082         /*
3083          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
3084          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
3085          */
3086         do {
3087                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
3088         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
3089
3090         props = fnvlist_alloc();
3091         fnvlist_add_uint64(props,
3092             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
3093         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL));
3094         fnvlist_free(nvroot);
3095         fnvlist_free(props);
3096
3097         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
3098         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
3099         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
3100
3101         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
3102                 (void) printf("upgrading spa version from "
3103                     "%"PRIu64" to %"PRIu64"\n",
3104                     version, newversion);
3105         }
3106
3107         spa_upgrade(spa, newversion);
3108         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
3109         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
3110             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
3111         spa_close(spa, FTAG);
3112
3113         kmem_strfree(name);
3114         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3115 }
3116
3117 static void
3118 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
3119 {
3120         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
3121
3122         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
3123
3124         switch (error) {
3125         case 0:
3126         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
3127         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3128         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3129                 break;
3130         case ENOSPC:
3131                 ztest_record_enospc(FTAG);
3132                 break;
3133         default:
3134                 fatal(B_FALSE, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
3135         }
3136 }
3137
3138 static void
3139 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
3140 {
3141         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
3142
3143         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
3144
3145         switch (error) {
3146         case 0:
3147         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3148         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
3149                 break;
3150         default:
3151                 fatal(B_FALSE, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
3152                     spa->spa_name, error);
3153         }
3154
3155 }
3156
3157 void
3158 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3159 {
3160         (void) zd, (void) id;
3161         spa_t *spa = ztest_spa;
3162
3163         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3164         if (ztest_random(2) == 0) {
3165                 ztest_spa_checkpoint(spa);
3166         } else {
3167                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
3168         }
3169         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3170 }
3171
3172
3173 static vdev_t *
3174 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
3175 {
3176         vdev_t *mvd;
3177         int c;
3178
3179         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
3180                 return (vd);
3181
3182         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
3183                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
3184                     NULL)
3185                         return (mvd);
3186
3187         return (NULL);
3188 }
3189
3190 static int
3191 spa_num_top_vdevs(spa_t *spa)
3192 {
3193         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3194         ASSERT3U(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER), ==, SCL_VDEV);
3195         return (rvd->vdev_children);
3196 }
3197
3198 /*
3199  * Verify that vdev_add() works as expected.
3200  */
3201 void
3202 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3203 {
3204         (void) zd, (void) id;
3205         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3206         spa_t *spa = ztest_spa;
3207         uint64_t leaves;
3208         uint64_t guid;
3209         nvlist_t *nvroot;
3210         int error;
3211
3212         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3213                 return;
3214
3215         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3216         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) *
3217             ztest_opts.zo_raid_children;
3218
3219         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3220
3221         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = spa_num_top_vdevs(spa) * leaves;
3222
3223         /*
3224          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
3225          */
3226         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
3227                 metaslab_group_t *mg;
3228
3229                 /*
3230                  * find the first real slog in log allocation class
3231                  */
3232                 mg =  spa_log_class(spa)->mc_allocator[0].mca_rotor;
3233                 while (!mg->mg_vd->vdev_islog)
3234                         mg = mg->mg_next;
3235
3236                 guid = mg->mg_vd->vdev_guid;
3237
3238                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3239
3240                 /*
3241                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
3242                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
3243                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
3244                  * grab a reference on the dataset which may cause
3245                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
3246                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
3247                  */
3248                 pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3249                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3250                 pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3251
3252                 switch (error) {
3253                 case 0:
3254                 case EEXIST:    /* Generic zil_reset() error */
3255                 case EBUSY:     /* Replay required */
3256                 case EACCES:    /* Crypto key not loaded */
3257                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3258                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3259                         break;
3260                 default:
3261                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_remove() = %d", error);
3262                 }
3263         } else {
3264                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3265
3266                 /*
3267                  * Make 1/4 of the devices be log devices
3268                  */
3269                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
3270                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0, (ztest_random(4) == 0) ?
3271                     "log" : NULL, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors,
3272                     1);
3273
3274                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3275                 fnvlist_free(nvroot);
3276
3277                 switch (error) {
3278                 case 0:
3279                         break;
3280                 case ENOSPC:
3281                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3282                         break;
3283                 default:
3284                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add() = %d", error);
3285                 }
3286         }
3287
3288         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3289 }
3290
3291 void
3292 ztest_vdev_class_add(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3293 {
3294         (void) zd, (void) id;
3295         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3296         spa_t *spa = ztest_spa;
3297         uint64_t leaves;
3298         nvlist_t *nvroot;
3299         const char *class = (ztest_random(2) == 0) ?
3300             VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL : VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
3301         int error;
3302
3303         /*
3304          * By default add a special vdev 50% of the time
3305          */
3306         if ((ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_OFF) ||
3307             (ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_RND &&
3308             ztest_random(2) == 0)) {
3309                 return;
3310         }
3311
3312         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3313
3314         /* Only test with mirrors */
3315         if (zs->zs_mirrors < 2) {
3316                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3317                 return;
3318         }
3319
3320         /* requires feature@allocation_classes */
3321         if (!spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_ALLOCATION_CLASSES)) {
3322                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3323                 return;
3324         }
3325
3326         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) *
3327             ztest_opts.zo_raid_children;
3328
3329         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3330         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = spa_num_top_vdevs(spa) * leaves;
3331         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3332
3333         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3334             class, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors, 1);
3335
3336         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3337         fnvlist_free(nvroot);
3338
3339         if (error == ENOSPC)
3340                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3341         else if (error != 0)
3342                 fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add() = %d", error);
3343
3344         /*
3345          * 50% of the time allow small blocks in the special class
3346          */
3347         if (error == 0 &&
3348             spa_special_class(spa)->mc_groups == 1 && ztest_random(2) == 0) {
3349                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
3350                         (void) printf("Enabling special VDEV small blocks\n");
3351                 error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
3352                     ZFS_PROP_SPECIAL_SMALL_BLOCKS, 32768, B_FALSE);
3353                 ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
3354         }
3355
3356         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3357
3358         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
3359                 metaslab_class_t *mc;
3360
3361                 if (strcmp(class, VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL) == 0)
3362                         mc = spa_special_class(spa);
3363                 else
3364                         mc = spa_dedup_class(spa);
3365                 (void) printf("Added a %s mirrored vdev (of %d)\n",
3366                     class, (int)mc->mc_groups);
3367         }
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
3372  */
3373 void
3374 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3375 {
3376         (void) zd, (void) id;
3377         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3378         spa_t *spa = ztest_spa;
3379         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3380         spa_aux_vdev_t *sav;
3381         const char *aux;
3382         char *path;
3383         uint64_t guid = 0;
3384         int error, ignore_err = 0;
3385
3386         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3387                 return;
3388
3389         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3390
3391         if (ztest_random(2) == 0) {
3392                 sav = &spa->spa_spares;
3393                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
3394         } else {
3395                 sav = &spa->spa_l2cache;
3396                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
3397         }
3398
3399         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3400
3401         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3402
3403         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
3404                 /*
3405                  * Pick a random device to remove.
3406                  */
3407                 vdev_t *svd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3408
3409                 /* dRAID spares cannot be removed; try anyways to see ENOTSUP */
3410                 if (strstr(svd->vdev_path, VDEV_TYPE_DRAID) != NULL)
3411                         ignore_err = ENOTSUP;
3412
3413                 guid = svd->vdev_guid;
3414         } else {
3415                 /*
3416                  * Find an unused device we can add.
3417                  */
3418                 zs->zs_vdev_aux = 0;
3419                 for (;;) {
3420                         int c;
3421                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
3422                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
3423                             zs->zs_vdev_aux);
3424                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
3425                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
3426                                     path) == 0)
3427                                         break;
3428                         if (c == sav->sav_count &&
3429                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3430                                 break;
3431                         zs->zs_vdev_aux++;
3432                 }
3433         }
3434
3435         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3436
3437         if (guid == 0) {
3438                 /*
3439                  * Add a new device.
3440                  */
3441                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3442                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, NULL, 0, 0, 1);
3443                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3444
3445                 switch (error) {
3446                 case 0:
3447                         break;
3448                 default:
3449                         fatal(B_FALSE, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3450                 }
3451                 fnvlist_free(nvroot);
3452         } else {
3453                 /*
3454                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3455                  * vdev state first to make sure we handle removal
3456                  * of devices that have pending state changes.
3457                  */
3458                 if (ztest_random(2) == 0)
3459                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3460
3461                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3462
3463                 switch (error) {
3464                 case 0:
3465                 case EBUSY:
3466                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3467                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3468                         break;
3469                 default:
3470                         if (error != ignore_err)
3471                                 fatal(B_FALSE,
3472                                     "spa_vdev_remove(%"PRIu64") = %d",
3473                                     guid, error);
3474                 }
3475         }
3476
3477         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3478
3479         umem_free(path, MAXPATHLEN);
3480 }
3481
3482 /*
3483  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3484  */
3485 void
3486 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3487 {
3488         (void) zd, (void) id;
3489         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3490         spa_t *spa = ztest_spa;
3491         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3492         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3493         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3494         int error = 0;
3495
3496         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3497                 return;
3498
3499         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3500
3501         /* ensure we have a usable config; mirrors of raidz aren't supported */
3502         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raid_children > 1) {
3503                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3504                 return;
3505         }
3506
3507         /* clean up the old pool, if any */
3508         (void) spa_destroy("splitp");
3509
3510         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3511
3512         /* generate a config from the existing config */
3513         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3514         tree = fnvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE);
3515         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3516
3517         VERIFY0(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
3518             &child, &children));
3519
3520         schild = umem_alloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *),
3521             UMEM_NOFAIL);
3522         for (c = 0; c < children; c++) {
3523                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3524                 nvlist_t **mchild;
3525                 uint_t mchildren;
3526
3527                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3528                         schild[schildren] = fnvlist_alloc();
3529                         fnvlist_add_string(schild[schildren],
3530                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE);
3531                         fnvlist_add_uint64(schild[schildren],
3532                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1);
3533                         if (lastlogid == 0)
3534                                 lastlogid = schildren;
3535                         ++schildren;
3536                         continue;
3537                 }
3538                 lastlogid = 0;
3539                 VERIFY0(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3540                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren));
3541                 schild[schildren++] = fnvlist_dup(mchild[0]);
3542         }
3543
3544         /* OK, create a config that can be used to split */
3545         split = fnvlist_alloc();
3546         fnvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT);
3547         fnvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
3548             (const nvlist_t **)schild, lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren);
3549
3550         config = fnvlist_alloc();
3551         fnvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split);
3552
3553         for (c = 0; c < schildren; c++)
3554                 fnvlist_free(schild[c]);
3555         umem_free(schild, rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3556         fnvlist_free(split);
3557
3558         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3559
3560         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3561         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3562         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3563
3564         fnvlist_free(config);
3565
3566         if (error == 0) {
3567                 (void) printf("successful split - results:\n");
3568                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3569                 show_pool_stats(spa);
3570                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3571                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3572                 ++zs->zs_splits;
3573                 --zs->zs_mirrors;
3574         }
3575         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Verify that we can attach and detach devices.
3580  */
3581 void
3582 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3583 {
3584         (void) zd, (void) id;
3585         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3586         spa_t *spa = ztest_spa;
3587         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3588         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3589         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3590         nvlist_t *root;
3591         uint64_t leaves;
3592         uint64_t leaf, top;
3593         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3594         uint64_t oldguid, pguid;
3595         uint64_t oldsize, newsize;
3596         char *oldpath, *newpath;
3597         int replacing;
3598         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3599         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3600         int newvd_is_dspare = B_FALSE;
3601         int oldvd_is_log;
3602         int oldvd_is_special;
3603         int error, expected_error;
3604
3605         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3606                 return;
3607
3608         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3609         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3610
3611         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3612         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raid_children;
3613
3614         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
3615
3616         /*
3617          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
3618          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
3619          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
3620          * of removal.
3621          */
3622         if (ztest_device_removal_active) {
3623                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3624                 goto out;
3625         }
3626
3627         /*
3628          * Decide whether to do an attach or a replace.
3629          */
3630         replacing = ztest_random(2);
3631
3632         /*
3633          * Pick a random top-level vdev.
3634          */
3635         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3636
3637         /*
3638          * Pick a random leaf within it.
3639          */
3640         leaf = ztest_random(leaves);
3641
3642         /*
3643          * Locate this vdev.
3644          */
3645         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3646
3647         /* pick a child from the mirror */
3648         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3649                 ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_mirror_ops);
3650                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, >=, zs->zs_mirrors);
3651                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raid_children];
3652         }
3653
3654         /* pick a child out of the raidz group */
3655         if (ztest_opts.zo_raid_children > 1) {
3656                 if (strcmp(oldvd->vdev_ops->vdev_op_type, "raidz") == 0)
3657                         ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_raidz_ops);
3658                 else
3659                         ASSERT3P(oldvd->vdev_ops, ==, &vdev_draid_ops);
3660                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, ==, ztest_opts.zo_raid_children);
3661                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raid_children];
3662         }
3663
3664         /*
3665          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3666          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3667          */
3668         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3669                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3670                 ASSERT3U(oldvd->vdev_children, >=, 2);
3671                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3672         }
3673
3674         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3675         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3676         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3677         oldvd_is_special =
3678             oldvd->vdev_top->vdev_alloc_bias == VDEV_BIAS_SPECIAL ||
3679             oldvd->vdev_top->vdev_alloc_bias == VDEV_BIAS_DEDUP;
3680         (void) strlcpy(oldpath, oldvd->vdev_path, MAXPATHLEN);
3681         pvd = oldvd->vdev_parent;
3682         pguid = pvd->vdev_guid;
3683
3684         /*
3685          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.  Prior
3686          * to the detach the pool is scrubbed in order to prevent creating
3687          * unrepairable blocks as a result of the data corruption injection.
3688          */
3689         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3690                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3691
3692                 error = ztest_scrub_impl(spa);
3693                 if (error)
3694                         goto out;
3695
3696                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3697                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3698                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3699                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3700                         fatal(B_FALSE, "detach (%s) returned %d",
3701                             oldpath, error);
3702                 goto out;
3703         }
3704
3705         /*
3706          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3707          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3708          */
3709         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3710                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3711                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3712
3713                 if (newvd->vdev_ops == &vdev_draid_spare_ops)
3714                         newvd_is_dspare = B_TRUE;
3715
3716                 (void) strlcpy(newpath, newvd->vdev_path, MAXPATHLEN);
3717         } else {
3718                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3719                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3720                     top * leaves + leaf);
3721                 if (ztest_random(2) == 0)
3722                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3723                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3724         }
3725
3726         if (newvd) {
3727                 /*
3728                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3729                  */
3730                 vdev_reopen(newvd);
3731                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3732         } else {
3733                 /*
3734                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3735                  * If it's smaller, the attach should fail.
3736                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3737                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3738                  */
3739                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3740         }
3741
3742         /*
3743          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3744          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3745          *
3746          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3747          *
3748          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3749          *
3750          * If newvd is a distributed spare and it's being attached to a
3751          * dRAID which is not its parent it should fail with EINVAL.
3752          */
3753         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3754             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3755             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3756             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3757                 expected_error = ENOTSUP;
3758         else if (newvd_is_spare &&
3759             (!replacing || oldvd_is_log || oldvd_is_special))
3760                 expected_error = ENOTSUP;
3761         else if (newvd == oldvd)
3762                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3763         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3764                 expected_error = EBUSY;
3765         else if (!newvd_is_dspare && newsize < oldsize)
3766                 expected_error = EOVERFLOW;
3767         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3768                 expected_error = EDOM;
3769         else if (newvd_is_dspare && pvd != vdev_draid_spare_get_parent(newvd))
3770                 expected_error = ENOTSUP;
3771         else
3772                 expected_error = 0;
3773
3774         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3775
3776         /*
3777          * Build the nvlist describing newpath.
3778          */
3779         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3780             ashift, NULL, 0, 0, 1);
3781
3782         /*
3783          * When supported select either a healing or sequential resilver.
3784          */
3785         boolean_t rebuilding = B_FALSE;
3786         if (pvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops ||
3787             pvd->vdev_ops ==  &vdev_root_ops) {
3788                 rebuilding = !!ztest_random(2);
3789         }
3790
3791         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing, rebuilding);
3792
3793         fnvlist_free(root);
3794
3795         /*
3796          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3797          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3798          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3799          */
3800         if (expected_error == ENOTSUP &&
3801             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3802                 expected_error = error;
3803
3804         /*
3805          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3806          */
3807         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3808                 expected_error = error;
3809
3810         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3811             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT ||
3812             error == ZFS_ERR_RESILVER_IN_PROGRESS ||
3813             error == ZFS_ERR_REBUILD_IN_PROGRESS)
3814                 expected_error = error;
3815
3816         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3817                 fatal(B_FALSE, "attach (%s %"PRIu64", %s %"PRIu64", %d) "
3818                     "returned %d, expected %d",
3819                     oldpath, oldsize, newpath,
3820                     newsize, replacing, error, expected_error);
3821         }
3822 out:
3823         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3824
3825         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3826         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3827 }
3828
3829 void
3830 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3831 {
3832         (void) zd, (void) id;
3833         spa_t *spa = ztest_spa;
3834         vdev_t *vd;
3835         uint64_t guid;
3836         int error;
3837
3838         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3839
3840         if (ztest_device_removal_active) {
3841                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3842                 return;
3843         }
3844
3845         /*
3846          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3847          */
3848         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3849         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3850         guid = vd->vdev_guid;
3851         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3852
3853         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3854         if (error == 0) {
3855                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3856                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3857
3858                 /*
3859                  * spa->spa_vdev_removal is created in a sync task that
3860                  * is initiated via dsl_sync_task_nowait(). Since the
3861                  * task may not run before spa_vdev_remove() returns, we
3862                  * must wait at least 1 txg to ensure that the removal
3863                  * struct has been created.
3864                  */
3865                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3866
3867                 while (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING)
3868                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3869         } else {
3870                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3871                 return;
3872         }
3873
3874         /*
3875          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3876          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3877          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3878          * offset are redundant and can be damaged.
3879          */
3880         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3881         if (error == 0) {
3882                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3883                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3884         }
3885
3886         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3887         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3888         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3889 }
3890
3891 /*
3892  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3893  */
3894 static vdev_t *
3895 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3896 {
3897         spa_t *spa __maybe_unused = vd->vdev_spa;
3898         size_t *newsize = arg;
3899         size_t fsize;
3900         int fd;
3901
3902         ASSERT3S(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER), ==, SCL_STATE);
3903         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3904
3905         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3906                 return (vd);
3907
3908         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3909         VERIFY0(ftruncate(fd, *newsize));
3910
3911         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3912                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3913                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3914         }
3915         (void) close(fd);
3916         return (NULL);
3917 }
3918
3919 /*
3920  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3921  */
3922 static vdev_t *
3923 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3924 {
3925         (void) arg;
3926         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3927         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3928         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3929         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3930         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3931         int error;
3932
3933         ASSERT3S(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER), ==, SCL_STATE);
3934         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3935
3936         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3937         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3938         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3939         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3940
3941         /*
3942          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3943          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3944          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3945          */
3946         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3947                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3948                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %u, "
3949                             "error %d\n", newstate, error);
3950                 }
3951                 return (vd);
3952         }
3953         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3954
3955         /*
3956          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3957          * still talking to the original vdev. It's possible this
3958          * vdev may have been detached/replaced while we were
3959          * trying to online it.
3960          */
3961         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3962                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3963                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3964                             "guid %"PRIu64", state %"PRIu64", "
3965                             "expected gen %"PRIu64", got gen %"PRIu64"\n",
3966                             guid,
3967                             tvd->vdev_state,
3968                             generation,
3969                             spa->spa_config_generation);
3970                 }
3971                 return (vd);
3972         }
3973         return (NULL);
3974 }
3975
3976 /*
3977  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3978  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3979  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3980  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3981  * leaf vdev we encounter.
3982  */
3983 static vdev_t *
3984 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3985 {
3986         uint_t c;
3987
3988         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3989                 if (func == NULL)
3990                         return (vd);
3991                 else
3992                         return (func(vd, arg));
3993         }
3994
3995         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3996                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3997                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3998                         return (cvd);
3999         }
4000         return (NULL);
4001 }
4002
4003 /*
4004  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
4005  */
4006 void
4007 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4008 {
4009         (void) zd, (void) id;
4010         spa_t *spa = ztest_spa;
4011         vdev_t *vd, *tvd;
4012         metaslab_class_t *mc;
4013         metaslab_group_t *mg;
4014         size_t psize, newsize;
4015         uint64_t top;
4016         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
4017
4018         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
4019         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4020         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
4021
4022         /*
4023          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
4024          * we are running, in which case we would not be able to verify
4025          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
4026          * when the device removal completes).
4027          */
4028         if (ztest_device_removal_active) {
4029                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4030                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4031                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4032                 return;
4033         }
4034
4035         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4036
4037         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
4038         mg = tvd->vdev_mg;
4039         mc = mg->mg_class;
4040         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
4041         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
4042
4043         /*
4044          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
4045          * our top-level device.
4046          */
4047         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
4048         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
4049         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
4050
4051         psize = vd->vdev_psize;
4052
4053         /*
4054          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
4055          * original size, and it has a valid psize.
4056          */
4057         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
4058             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
4059                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4060                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4061                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4062                 return;
4063         }
4064         ASSERT3U(psize, >, 0);
4065         newsize = psize + MAX(psize / 8, SPA_MAXBLOCKSIZE);
4066         ASSERT3U(newsize, >, psize);
4067
4068         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
4069                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
4070                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
4071         }
4072
4073         /*
4074          * Growing the vdev is a two step process:
4075          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
4076          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
4077          */
4078         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
4079             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
4080             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
4081                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4082                         (void) printf("Could not expand LUN because "
4083                             "the vdev configuration changed.\n");
4084                 }
4085                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4086                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4087                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4088                 return;
4089         }
4090
4091         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4092
4093         /*
4094          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
4095          * thus we must wait for the async thread to complete any
4096          * pending tasks before proceeding.
4097          */
4098         for (;;) {
4099                 boolean_t done;
4100                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
4101                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
4102                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
4103                 if (done)
4104                         break;
4105                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
4106                 (void) poll(NULL, 0, 100);
4107         }
4108
4109         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
4110
4111         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
4112         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
4113         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
4114
4115         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
4116                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4117                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
4118                             "intervening vdev offline or remove.\n");
4119                 }
4120                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4121                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4122                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4123                 return;
4124         }
4125
4126         /*
4127          * Make sure we were able to grow the vdev.
4128          */
4129         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
4130                 fatal(B_FALSE,
4131                     "LUN expansion failed: ms_count %"PRIu64" < %"PRIu64"\n",
4132                     old_ms_count, new_ms_count);
4133         }
4134
4135         /*
4136          * Make sure we were able to grow the pool.
4137          */
4138         if (new_class_space <= old_class_space) {
4139                 fatal(B_FALSE,
4140                     "LUN expansion failed: class_space %"PRIu64" < %"PRIu64"\n",
4141                     old_class_space, new_class_space);
4142         }
4143
4144         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
4145                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
4146
4147                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
4148                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
4149                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
4150                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
4151         }
4152
4153         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
4154         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4155         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
4156 }
4157
4158 /*
4159  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
4160  */
4161 static void
4162 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
4163 {
4164         (void) arg, (void) cr;
4165
4166         /*
4167          * Create the objects common to all ztest datasets.
4168          */
4169         VERIFY0(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
4170             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx));
4171 }
4172
4173 static int
4174 ztest_dataset_create(char *dsname)
4175 {
4176         int err;
4177         uint64_t rand;
4178         dsl_crypto_params_t *dcp = NULL;
4179
4180         /*
4181          * 50% of the time, we create encrypted datasets
4182          * using a random cipher suite and a hard-coded
4183          * wrapping key.
4184          */
4185         rand = ztest_random(2);
4186         if (rand != 0) {
4187                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
4188                 nvlist_t *props = fnvlist_alloc();
4189
4190                 /* slight bias towards the default cipher suite */
4191                 rand = ztest_random(ZIO_CRYPT_FUNCTIONS);
4192                 if (rand < ZIO_CRYPT_AES_128_CCM)
4193                         rand = ZIO_CRYPT_ON;
4194
4195                 fnvlist_add_uint64(props,
4196                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_ENCRYPTION), rand);
4197                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
4198                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
4199
4200                 /*
4201                  * These parameters aren't really used by the kernel. They
4202                  * are simply stored so that userspace knows how to load
4203                  * the wrapping key.
4204                  */
4205                 fnvlist_add_uint64(props,
4206                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYFORMAT), ZFS_KEYFORMAT_RAW);
4207                 fnvlist_add_string(props,
4208                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYLOCATION), "prompt");
4209                 fnvlist_add_uint64(props,
4210                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_SALT), 0ULL);
4211                 fnvlist_add_uint64(props,
4212                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_ITERS), 0ULL);
4213
4214                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, props,
4215                     crypto_args, &dcp));
4216
4217                 /*
4218                  * Cycle through all available encryption implementations
4219                  * to verify interoperability.
4220                  */
4221                 VERIFY0(gcm_impl_set("cycle"));
4222                 VERIFY0(aes_impl_set("cycle"));
4223
4224                 fnvlist_free(crypto_args);
4225                 fnvlist_free(props);
4226         }
4227
4228         err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0, dcp,
4229             ztest_objset_create_cb, NULL);
4230         dsl_crypto_params_free(dcp, !!err);
4231
4232         rand = ztest_random(100);
4233         if (err || rand < 80)
4234                 return (err);
4235
4236         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
4237                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
4238         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
4239             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
4240 }
4241
4242 static int
4243 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
4244 {
4245         (void) arg;
4246         objset_t *os;
4247         dmu_object_info_t doi;
4248         int error;
4249
4250         /*
4251          * Verify that the dataset contains a directory object.
4252          */
4253         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4254             B_TRUE, FTAG, &os));
4255         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
4256         if (error != ENOENT) {
4257                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
4258                 ASSERT0(error);
4259                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
4260                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
4261         }
4262         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4263
4264         /*
4265          * Destroy the dataset.
4266          */
4267         if (strchr(name, '@') != NULL) {
4268                 error = dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE);
4269                 if (error != ECHRNG) {
4270                         /*
4271                          * The program was executed, but encountered a runtime
4272                          * error, such as insufficient slop, or a hold on the
4273                          * dataset.
4274                          */
4275                         ASSERT0(error);
4276                 }
4277         } else {
4278                 error = dsl_destroy_head(name);
4279                 if (error == ENOSPC) {
4280                         /* There could be checkpoint or insufficient slop */
4281                         ztest_record_enospc(FTAG);
4282                 } else if (error != EBUSY) {
4283                         /* There could be a hold on this dataset */
4284                         ASSERT0(error);
4285                 }
4286         }
4287         return (0);
4288 }
4289
4290 static boolean_t
4291 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
4292 {
4293         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4294         int error;
4295
4296         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%"PRIu64"", id);
4297
4298         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4299         if (error == ENOSPC) {
4300                 ztest_record_enospc(FTAG);
4301                 return (B_FALSE);
4302         }
4303         if (error != 0 && error != EEXIST && error != ECHRNG) {
4304                 fatal(B_FALSE, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
4305                     snapname, error);
4306         }
4307         return (B_TRUE);
4308 }
4309
4310 static boolean_t
4311 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
4312 {
4313         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4314         int error;
4315
4316         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%"PRIu64"",
4317             osname, id);
4318
4319         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
4320         if (error != 0 && error != ENOENT && error != ECHRNG)
4321                 fatal(B_FALSE, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d",
4322                     snapname, error);
4323         return (B_TRUE);
4324 }
4325
4326 void
4327 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4328 {
4329         (void) zd;
4330         ztest_ds_t *zdtmp;
4331         int iters;
4332         int error;
4333         objset_t *os, *os2;
4334         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4335         zilog_t *zilog;
4336         int i;
4337
4338         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
4339
4340         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4341
4342         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%"PRIu64"",
4343             ztest_opts.zo_pool, id);
4344
4345         /*
4346          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
4347          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
4348          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
4349          */
4350         if (ztest_random(2) == 0 &&
4351             ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
4352             B_TRUE, FTAG, &os) == 0) {
4353                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4354                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
4355                 ztest_zd_fini(zdtmp);
4356                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4357         }
4358
4359         /*
4360          * There may be an old instance of the dataset we're about to
4361          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
4362          * and all of its snapshots.
4363          */
4364         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
4365             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
4366
4367         /*
4368          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
4369          * It may still be present if the destroy above fails with ENOSPC.
4370          */
4371         error = ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, B_TRUE,
4372             FTAG, &os);
4373         if (error == 0) {
4374                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4375                 ztest_record_enospc(FTAG);
4376                 goto out;
4377         }
4378         VERIFY3U(ENOENT, ==, error);
4379
4380         /*
4381          * Verify that we can create a new dataset.
4382          */
4383         error = ztest_dataset_create(name);
4384         if (error) {
4385                 if (error == ENOSPC) {
4386                         ztest_record_enospc(FTAG);
4387                         goto out;
4388                 }
4389                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
4390         }
4391
4392         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, B_TRUE,
4393             FTAG, &os));
4394
4395         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4396
4397         /*
4398          * Open the intent log for it.
4399          */
4400         zilog = zil_open(os, ztest_get_data, NULL);
4401
4402         /*
4403          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
4404          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
4405          */
4406         iters = ztest_random(5);
4407         for (i = 0; i < iters; i++) {
4408                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
4409                 if (ztest_random(iters) == 0)
4410                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
4411         }
4412
4413         /*
4414          * Verify that we cannot create an existing dataset.
4415          */
4416         VERIFY3U(EEXIST, ==,
4417             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL, NULL));
4418
4419         /*
4420          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
4421          */
4422         VERIFY0(dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
4423         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
4424
4425         /*
4426          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
4427          */
4428         VERIFY3U(EBUSY, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER,
4429             B_FALSE, B_TRUE, FTAG, &os2));
4430
4431         zil_close(zilog);
4432         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4433         ztest_zd_fini(zdtmp);
4434 out:
4435         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4436
4437         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
4438 }
4439
4440 /*
4441  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
4442  */
4443 void
4444 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4445 {
4446         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4447         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
4448         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
4449         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4450 }
4451
4452 /*
4453  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
4454  */
4455 static void
4456 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
4457 {
4458         char *snap1name;
4459         char *clone1name;
4460         char *snap2name;
4461         char *clone2name;
4462         char *snap3name;
4463         int error;
4464
4465         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4466         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4467         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4468         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4469         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4470
4471         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s1_%"PRIu64"",
4472             osname, id);
4473         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c1_%"PRIu64"",
4474             osname, id);
4475         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s2_%"PRIu64"",
4476             clone1name, id);
4477         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c2_%"PRIu64"",
4478             osname, id);
4479         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s3_%"PRIu64"",
4480             clone1name, id);
4481
4482         error = dsl_destroy_head(clone2name);
4483         if (error && error != ENOENT)
4484                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
4485         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
4486         if (error && error != ENOENT)
4487                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4488                     snap3name, error);
4489         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
4490         if (error && error != ENOENT)
4491                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4492                     snap2name, error);
4493         error = dsl_destroy_head(clone1name);
4494         if (error && error != ENOENT)
4495                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
4496         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
4497         if (error && error != ENOENT)
4498                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d",
4499                     snap1name, error);
4500
4501         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4502         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4503         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4504         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4505         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4506 }
4507
4508 /*
4509  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
4510  */
4511 void
4512 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4513 {
4514         objset_t *os;
4515         char *snap1name;
4516         char *clone1name;
4517         char *snap2name;
4518         char *clone2name;
4519         char *snap3name;
4520         char *osname = zd->zd_name;
4521         int error;
4522
4523         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4524         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4525         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4526         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4527         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4528
4529         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4530
4531         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4532
4533         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s1_%"PRIu64"",
4534             osname, id);
4535         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c1_%"PRIu64"",
4536             osname, id);
4537         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s2_%"PRIu64"",
4538             clone1name, id);
4539         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/c2_%"PRIu64"",
4540             osname, id);
4541         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s@s3_%"PRIu64"",
4542             clone1name, id);
4543
4544         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
4545         if (error && error != EEXIST) {
4546                 if (error == ENOSPC) {
4547                         ztest_record_enospc(FTAG);
4548                         goto out;
4549                 }
4550                 fatal(B_FALSE, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4551         }
4552
4553         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
4554         if (error) {
4555                 if (error == ENOSPC) {
4556                         ztest_record_enospc(FTAG);
4557                         goto out;
4558                 }
4559                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
4560         }
4561
4562         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
4563         if (error && error != EEXIST) {
4564                 if (error == ENOSPC) {
4565                         ztest_record_enospc(FTAG);
4566                         goto out;
4567                 }
4568                 fatal(B_FALSE, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4569         }
4570
4571         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
4572         if (error && error != EEXIST) {
4573                 if (error == ENOSPC) {
4574                         ztest_record_enospc(FTAG);
4575                         goto out;
4576                 }
4577                 fatal(B_FALSE, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4578         }
4579
4580         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
4581         if (error) {
4582                 if (error == ENOSPC) {
4583                         ztest_record_enospc(FTAG);
4584                         goto out;
4585                 }
4586                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
4587         }
4588
4589         error = ztest_dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE,
4590             FTAG, &os);
4591         if (error)
4592                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
4593         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
4594         if (error == ENOSPC) {
4595                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4596                 ztest_record_enospc(FTAG);
4597                 goto out;
4598         }
4599         if (error != EBUSY)
4600                 fatal(B_FALSE, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY",
4601                     clone2name, error);
4602         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4603
4604 out:
4605         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4606
4607         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4608
4609         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4610         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4611         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4612         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4613         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4614 }
4615
4616 #undef OD_ARRAY_SIZE
4617 #define OD_ARRAY_SIZE   4
4618
4619 /*
4620  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4621  */
4622 void
4623 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4624 {
4625         ztest_od_t *od;
4626         int batchsize;
4627         int size;
4628         int b;
4629
4630         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4631         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4632         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
4633
4634         for (b = 0; b < batchsize; b++)
4635                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4636                     0, 0, 0);
4637
4638         /*
4639          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4640          * and do some I/O on the new objects.
4641          */
4642         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0) {
4643                 zd->zd_od = NULL;
4644                 umem_free(od, size);
4645                 return;
4646         }
4647
4648         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4649                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4650                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4651
4652         umem_free(od, size);
4653 }
4654
4655 /*
4656  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
4657  */
4658 void
4659 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4660 {
4661         (void) id;
4662         objset_t *os = zd->zd_os;
4663         uint_t dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
4664         uint64_t object;
4665
4666         /*
4667          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
4668          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
4669          */
4670         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
4671         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
4672         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
4673         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
4674 }
4675
4676 #undef OD_ARRAY_SIZE
4677 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4678
4679 /*
4680  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4681  */
4682 void
4683 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4684 {
4685         int size;
4686         ztest_od_t *od;
4687
4688         objset_t *os = zd->zd_os;
4689         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4690         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4691         dmu_tx_t *tx;
4692         int freeit, error;
4693         uint64_t i, n, s, txg;
4694         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4695         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4696         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4697         uint64_t regions = 997;
4698         uint64_t stride = 123456789ULL;
4699         uint64_t width = 40;
4700         int free_percent = 5;
4701
4702         /*
4703          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4704          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4705          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4706          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4707          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4708          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4709          *
4710          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4711          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4712          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4713          *
4714          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4715          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4716          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4717          *
4718          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4719          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4720          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4721          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4722          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4723          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4724          */
4725
4726         /*
4727          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4728          */
4729         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
4730         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4731             chunksize);
4732
4733         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4734                 umem_free(od, size);
4735                 return;
4736         }
4737
4738         bigobj = od[0].od_object;
4739         packobj = od[1].od_object;
4740         chunksize = od[0].od_gen;
4741         ASSERT3U(chunksize, ==, od[1].od_gen);
4742
4743         /*
4744          * Prefetch a random chunk of the big object.
4745          * Our aim here is to get some async reads in flight
4746          * for blocks that we may free below; the DMU should
4747          * handle this race correctly.
4748          */
4749         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4750         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4751         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4752             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4753
4754         /*
4755          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4756          */
4757         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4758         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4759
4760         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4761         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4762
4763         bigoff = n * chunksize;
4764         bigsize = s * chunksize;
4765
4766         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4767         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4768
4769         /*
4770          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4771          * overwriting it.
4772          */
4773         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4774
4775         /*
4776          * Read the current contents of our objects.
4777          */
4778         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4779             DMU_READ_PREFETCH);
4780         ASSERT0(error);
4781         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4782             DMU_READ_PREFETCH);
4783         ASSERT0(error);
4784
4785         /*
4786          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4787          */
4788         tx = dmu_tx_create(os);
4789
4790         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4791
4792         if (freeit)
4793                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4794         else
4795                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4796
4797         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4798         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4799
4800         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4801         if (txg == 0) {
4802                 umem_free(packbuf, packsize);
4803                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4804                 umem_free(od, size);
4805                 return;
4806         }
4807
4808         enum zio_checksum cksum;
4809         do {
4810                 cksum = (enum zio_checksum)
4811                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4812         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4813         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4814
4815         enum zio_compress comp;
4816         do {
4817                 comp = (enum zio_compress)
4818                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4819         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4820         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4821
4822         /*
4823          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4824          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4825          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4826          * with the new values we want to write out.
4827          */
4828         for (i = 0; i < s; i++) {
4829                 /* LINTED */
4830                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4831                 /* LINTED */
4832                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4833                 /* LINTED */
4834                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4835
4836                 ASSERT3U((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4837                 ASSERT3U((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4838
4839                 if (pack->bw_txg > txg)
4840                         fatal(B_FALSE,
4841                             "future leak: got %"PRIx64", open txg is %"PRIx64"",
4842                             pack->bw_txg, txg);
4843
4844                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4845                         fatal(B_FALSE, "wrong index: "
4846                             "got %"PRIx64", wanted %"PRIx64"+%"PRIx64"",
4847                             pack->bw_index, n, i);
4848
4849                 if (memcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4850                         fatal(B_FALSE, "pack/bigH mismatch in %p/%p",
4851                             pack, bigH);
4852
4853                 if (memcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4854                         fatal(B_FALSE, "pack/bigT mismatch in %p/%p",
4855                             pack, bigT);
4856
4857                 if (freeit) {
4858                         memset(pack, 0, sizeof (bufwad_t));
4859                 } else {
4860                         pack->bw_index = n + i;
4861                         pack->bw_txg = txg;
4862                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4863                 }
4864                 *bigH = *pack;
4865                 *bigT = *pack;
4866         }
4867
4868         /*
4869          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4870          * Now write them out.
4871          */
4872         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4873
4874         if (freeit) {
4875                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4876                         (void) printf("freeing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
4877                             " txg %"PRIx64"\n",
4878                             bigoff, bigsize, txg);
4879                 }
4880                 VERIFY0(dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4881         } else {
4882                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4883                         (void) printf("writing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
4884                             " txg %"PRIx64"\n",
4885                             bigoff, bigsize, txg);
4886                 }
4887                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4888         }
4889
4890         dmu_tx_commit(tx);
4891
4892         /*
4893          * Sanity check the stuff we just wrote.
4894          */
4895         {
4896                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4897                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4898
4899                 VERIFY0(dmu_read(os, packobj, packoff,
4900                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4901                 VERIFY0(dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4902                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4903
4904                 ASSERT0(memcmp(packbuf, packcheck, packsize));
4905                 ASSERT0(memcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize));
4906
4907                 umem_free(packcheck, packsize);
4908                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4909         }
4910
4911         umem_free(packbuf, packsize);
4912         umem_free(bigbuf, bigsize);
4913         umem_free(od, size);
4914 }
4915
4916 static void
4917 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4918     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4919 {
4920         uint64_t i;
4921         bufwad_t *pack;
4922         bufwad_t *bigH;
4923         bufwad_t *bigT;
4924
4925         /*
4926          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4927          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4928          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4929          * with the new values we want to write out.
4930          */
4931         for (i = 0; i < s; i++) {
4932                 /* LINTED */
4933                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4934                 /* LINTED */
4935                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4936                 /* LINTED */
4937                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4938
4939                 ASSERT3U((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4940                 ASSERT3U((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf, <, bigsize);
4941
4942                 if (pack->bw_txg > txg)
4943                         fatal(B_FALSE,
4944                             "future leak: got %"PRIx64", open txg is %"PRIx64"",
4945                             pack->bw_txg, txg);
4946
4947                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4948                         fatal(B_FALSE, "wrong index: "
4949                             "got %"PRIx64", wanted %"PRIx64"+%"PRIx64"",
4950                             pack->bw_index, n, i);
4951
4952                 if (memcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4953                         fatal(B_FALSE, "pack/bigH mismatch in %p/%p",
4954                             pack, bigH);
4955
4956                 if (memcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4957                         fatal(B_FALSE, "pack/bigT mismatch in %p/%p",
4958                             pack, bigT);
4959
4960                 pack->bw_index = n + i;
4961                 pack->bw_txg = txg;
4962                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4963
4964                 *bigH = *pack;
4965                 *bigT = *pack;
4966         }
4967 }
4968
4969 #undef OD_ARRAY_SIZE
4970 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4971
4972 void
4973 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4974 {
4975         objset_t *os = zd->zd_os;
4976         ztest_od_t *od;
4977         dmu_tx_t *tx;
4978         uint64_t i;
4979         int error;
4980         int size;
4981         uint64_t n, s, txg;
4982         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4983         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4984         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4985         uint64_t chunksize = blocksize;
4986         uint64_t regions = 997;
4987         uint64_t stride = 123456789ULL;
4988         uint64_t width = 9;
4989         dmu_buf_t *bonus_db;
4990         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4991         dmu_object_info_t doi;
4992
4993         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4994         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4995
4996         /*
4997          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4998          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4999          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
5000          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
5001          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
5002          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
5003          *
5004          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
5005          *      bigobj, at the head of the nth chunk
5006          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
5007          *
5008          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
5009          * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() can be tested for object updates.
5010          */
5011
5012         /*
5013          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
5014          */
5015         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5016         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
5017             chunksize);
5018
5019
5020         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
5021                 umem_free(od, size);
5022                 return;
5023         }
5024
5025         bigobj = od[0].od_object;
5026         packobj = od[1].od_object;
5027         blocksize = od[0].od_blocksize;
5028         chunksize = blocksize;
5029         ASSERT3U(chunksize, ==, od[1].od_gen);
5030
5031         VERIFY0(dmu_object_info(os, bigobj, &doi));
5032         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
5033         VERIFY3U(chunksize, ==, doi.doi_data_block_size);
5034         VERIFY3U(chunksize, >=, 2 * sizeof (bufwad_t));
5035
5036         /*
5037          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
5038          */
5039         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
5040         s = 1 + ztest_random(width - 1);
5041
5042         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
5043         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
5044
5045         bigoff = n * chunksize;
5046         bigsize = s * chunksize;
5047
5048         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
5049         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
5050
5051         VERIFY0(dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
5052
5053         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
5054
5055         /*
5056          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
5057          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
5058          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
5059          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
5060          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
5061          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
5062          * Iteration 6 one more zcopy write.
5063          */
5064         for (i = 0; i < 7; i++) {
5065                 uint64_t j;
5066                 uint64_t off;
5067
5068                 /*
5069                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
5070                  * that don't match bigobj blksz to test
5071                  * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() when it can't directly
5072                  * assign an arcbuf to a dbuf.
5073                  */
5074                 for (j = 0; j < s; j++) {
5075                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5076                                 bigbuf_arcbufs[j] =
5077                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
5078                         } else {
5079                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
5080                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
5081                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
5082                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
5083                         }
5084                 }
5085
5086                 /*
5087                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
5088                  */
5089                 tx = dmu_tx_create(os);
5090
5091                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
5092                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
5093
5094                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5095                 if (txg == 0) {
5096                         umem_free(packbuf, packsize);
5097                         umem_free(bigbuf, bigsize);
5098                         for (j = 0; j < s; j++) {
5099                                 if (i != 5 ||
5100                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5101                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
5102                                 } else {
5103                                         dmu_return_arcbuf(
5104                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
5105                                         dmu_return_arcbuf(
5106                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
5107                                 }
5108                         }
5109                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
5110                         umem_free(od, size);
5111                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
5112                         return;
5113                 }
5114
5115                 /*
5116                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
5117                  * test dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() for the case when there are
5118                  * no existing dbufs for the specified offsets.
5119                  */
5120                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
5121                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
5122                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
5123                         ASSERT0(error);
5124                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
5125                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
5126                         ASSERT0(error);
5127                 }
5128                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
5129                     n, chunksize, txg);
5130
5131                 /*
5132                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
5133                  * Now write them out.
5134                  */
5135                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
5136                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
5137                         (void) printf("writing offset %"PRIx64" size %"PRIx64""
5138                             " txg %"PRIx64"\n",
5139                             bigoff, bigsize, txg);
5140                 }
5141                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
5142                         dmu_buf_t *dbt;
5143                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5144                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[j]->b_data,
5145                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
5146                                     chunksize);
5147                         } else {
5148                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
5149                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
5150                                     chunksize / 2);
5151                                 memcpy(bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
5152                                     (caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
5153                                     chunksize / 2,
5154                                     chunksize / 2);
5155                         }
5156
5157                         if (i == 1) {
5158                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
5159                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
5160                         }
5161                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
5162                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5163                                     off, bigbuf_arcbufs[j], tx));
5164                         } else {
5165                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5166                                     off, bigbuf_arcbufs[2 * j], tx));
5167                                 VERIFY0(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
5168                                     off + chunksize / 2,
5169                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx));
5170                         }
5171                         if (i == 1) {
5172                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
5173                         }
5174                 }
5175                 dmu_tx_commit(tx);
5176
5177                 /*
5178                  * Sanity check the stuff we just wrote.
5179                  */
5180                 {
5181                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
5182                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
5183
5184                         VERIFY0(dmu_read(os, packobj, packoff,
5185                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
5186                         VERIFY0(dmu_read(os, bigobj, bigoff,
5187                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
5188
5189                         ASSERT0(memcmp(packbuf, packcheck, packsize));
5190                         ASSERT0(memcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize));
5191
5192                         umem_free(packcheck, packsize);
5193                         umem_free(bigcheck, bigsize);
5194                 }
5195                 if (i == 2) {
5196                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0, B_TRUE);
5197                 } else if (i == 3) {
5198                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
5199                 }
5200         }
5201
5202         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
5203         umem_free(packbuf, packsize);
5204         umem_free(bigbuf, bigsize);
5205         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
5206         umem_free(od, size);
5207 }
5208
5209 void
5210 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5211 {
5212         (void) id;
5213         ztest_od_t *od;
5214
5215         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5216         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
5217             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5218
5219         /*
5220          * Have multiple threads write to large offsets in an object
5221          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
5222          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
5223          */
5224         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5225
5226         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
5227                 return;
5228
5229         while (ztest_random(10) != 0)
5230                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
5231
5232         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5233 }
5234
5235 void
5236 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5237 {
5238         ztest_od_t *od;
5239         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
5240             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5241         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
5242         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
5243         void *data;
5244
5245         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5246
5247         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5248
5249         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5250             !ztest_random(2)) != 0) {
5251                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5252                 return;
5253         }
5254
5255         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
5256                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5257                 return;
5258         }
5259
5260         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
5261
5262         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
5263
5264         while (ztest_random(count) != 0) {
5265                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
5266                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
5267                     data) != 0)
5268                         break;
5269                 while (ztest_random(4) != 0)
5270                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
5271         }
5272
5273         umem_free(data, blocksize);
5274         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5275 }
5276
5277 /*
5278  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
5279  */
5280 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
5281 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
5282 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
5283
5284 void
5285 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5286 {
5287         objset_t *os = zd->zd_os;
5288         ztest_od_t *od;
5289         uint64_t object;
5290         uint64_t txg, last_txg;
5291         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
5292         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
5293         int i, ints;
5294         dmu_tx_t *tx;
5295         char propname[100], txgname[100];
5296         int error;
5297         const char *const hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
5298
5299         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5300         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5301
5302         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5303             !ztest_random(2)) != 0)
5304                 goto out;
5305
5306         object = od->od_object;
5307
5308         /*
5309          * Generate a known hash collision, and verify that
5310          * we can lookup and remove both entries.
5311          */
5312         tx = dmu_tx_create(os);
5313         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5314         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5315         if (txg == 0)
5316                 goto out;
5317         for (i = 0; i < 2; i++) {
5318                 value[i] = i;
5319                 VERIFY0(zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
5320                     1, &value[i], tx));
5321         }
5322         for (i = 0; i < 2; i++) {
5323                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
5324                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
5325                 VERIFY0(
5326                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
5327                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5328                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5329         }
5330         for (i = 0; i < 2; i++) {
5331                 VERIFY0(zap_remove(os, object, hc[i], tx));
5332         }
5333         dmu_tx_commit(tx);
5334
5335         /*
5336          * Generate a bunch of random entries.
5337          */
5338         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
5339
5340         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5341         (void) sprintf(propname, "prop_%"PRIu64"", prop);
5342         (void) sprintf(txgname, "txg_%"PRIu64"", prop);
5343         memset(value, 0, sizeof (value));
5344         last_txg = 0;
5345
5346         /*
5347          * If these zap entries already exist, validate their contents.
5348          */
5349         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5350         if (error == 0) {
5351                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5352                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5353
5354                 VERIFY0(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
5355                     zl_ints, &last_txg));
5356
5357                 VERIFY0(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
5358                     &zl_ints));
5359
5360                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5361                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
5362
5363                 VERIFY0(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
5364                     zl_ints, value));
5365
5366                 for (i = 0; i < ints; i++) {
5367                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
5368                 }
5369         } else {
5370                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5371         }
5372
5373         /*
5374          * Atomically update two entries in our zap object.
5375          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
5376          * in which the property was last updated.  The second
5377          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
5378          * should be txg + object + n.
5379          */
5380         tx = dmu_tx_create(os);
5381         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5382         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5383         if (txg == 0)
5384                 goto out;
5385
5386         if (last_txg > txg)
5387                 fatal(B_FALSE, "zap future leak: old %"PRIu64" new %"PRIu64"",
5388                     last_txg, txg);
5389
5390         for (i = 0; i < ints; i++)
5391                 value[i] = txg + object + i;
5392
5393         VERIFY0(zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
5394             1, &txg, tx));
5395         VERIFY0(zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
5396             ints, value, tx));
5397
5398         dmu_tx_commit(tx);
5399
5400         /*
5401          * Remove a random pair of entries.
5402          */
5403         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5404         (void) sprintf(propname, "prop_%"PRIu64"", prop);
5405         (void) sprintf(txgname, "txg_%"PRIu64"", prop);
5406
5407         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5408
5409         if (error == ENOENT)
5410                 goto out;
5411
5412         ASSERT0(error);
5413
5414         tx = dmu_tx_create(os);
5415         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5416         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5417         if (txg == 0)
5418                 goto out;
5419         VERIFY0(zap_remove(os, object, txgname, tx));
5420         VERIFY0(zap_remove(os, object, propname, tx));
5421         dmu_tx_commit(tx);
5422 out:
5423         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5424 }
5425
5426 /*
5427  * Test case to test the upgrading of a microzap to fatzap.
5428  */
5429 void
5430 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5431 {
5432         objset_t *os = zd->zd_os;
5433         ztest_od_t *od;
5434         uint64_t object, txg, value;
5435
5436         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5437         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5438
5439         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5440             !ztest_random(2)) != 0)
5441                 goto out;
5442         object = od->od_object;
5443
5444         /*
5445          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
5446          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
5447          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
5448          */
5449         for (value = 0; value < 2050; value++) {
5450                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5451                 dmu_tx_t *tx;
5452                 int error;
5453
5454                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%"PRIu64"-%"PRIu64"",
5455                     id, value);
5456
5457                 tx = dmu_tx_create(os);
5458                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
5459                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5460                 if (txg == 0)
5461                         goto out;
5462                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
5463                     &value, tx);
5464                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5465                 dmu_tx_commit(tx);
5466         }
5467 out:
5468         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5469 }
5470
5471 void
5472 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5473 {
5474         (void) id;
5475         objset_t *os = zd->zd_os;
5476         ztest_od_t *od;
5477         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
5478         dmu_tx_t *tx;
5479         int i, namelen, error;
5480         int micro = ztest_random(2);
5481         char name[20], string_value[20];
5482         void *data;
5483
5484         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5485         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5486
5487         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5488                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5489                 return;
5490         }
5491
5492         object = od->od_object;
5493
5494         /*
5495          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
5496          * x is a random printable character and the dots are dots.
5497          * There are 94 such characters, and the name length goes from
5498          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
5499          */
5500         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
5501
5502         for (i = 0; i < 3; i++)
5503                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
5504         for (; i < namelen - 1; i++)
5505                 name[i] = '.';
5506         name[i] = '\0';
5507
5508         if ((namelen & 1) || micro) {
5509                 wsize = sizeof (txg);
5510                 wc = 1;
5511                 data = &txg;
5512         } else {
5513                 wsize = 1;
5514                 wc = namelen;
5515                 data = string_value;
5516         }
5517
5518         count = -1ULL;
5519         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
5520         ASSERT3S(count, !=, -1ULL);
5521
5522         /*
5523          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
5524          */
5525         i = ztest_random(5);
5526
5527         if (i >= 2) {
5528                 tx = dmu_tx_create(os);
5529                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5530                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5531                 if (txg == 0) {
5532                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5533                         return;
5534                 }
5535                 memcpy(string_value, name, namelen);
5536         } else {
5537                 tx = NULL;
5538                 txg = 0;
5539                 memset(string_value, 0, namelen);
5540         }
5541
5542         switch (i) {
5543
5544         case 0:
5545                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
5546                 if (error == 0) {
5547                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
5548                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
5549                 } else {
5550                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5551                 }
5552                 break;
5553
5554         case 1:
5555                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
5556                 if (error == 0) {
5557                         if (data == string_value &&
5558                             memcmp(name, data, namelen) != 0)
5559                                 fatal(B_FALSE, "name '%s' != val '%s' len %d",
5560                                     name, (char *)data, namelen);
5561                 } else {
5562                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5563                 }
5564                 break;
5565
5566         case 2:
5567                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
5568                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5569                 break;
5570
5571         case 3:
5572                 VERIFY0(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx));
5573                 break;
5574
5575         case 4:
5576                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
5577                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
5578                 break;
5579         }
5580
5581         if (tx != NULL)
5582                 dmu_tx_commit(tx);
5583
5584         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5585 }
5586
5587 /*
5588  * Commit callback data.
5589  */
5590 typedef struct ztest_cb_data {
5591         list_node_t             zcd_node;
5592         uint64_t                zcd_txg;
5593         int                     zcd_expected_err;
5594         boolean_t               zcd_added;
5595         boolean_t               zcd_called;
5596         spa_t                   *zcd_spa;
5597 } ztest_cb_data_t;
5598
5599 /* This is the actual commit callback function */
5600 static void
5601 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
5602 {
5603         ztest_cb_data_t *data = arg;
5604         uint64_t synced_txg;
5605
5606         VERIFY3P(data, !=, NULL);
5607         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
5608         VERIFY(!data->zcd_called);
5609
5610         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
5611         if (data->zcd_txg > synced_txg)
5612                 fatal(B_FALSE,
5613                     "commit callback of txg %"PRIu64" called prematurely, "
5614                     "last synced txg = %"PRIu64"\n",
5615                     data->zcd_txg, synced_txg);
5616
5617         data->zcd_called = B_TRUE;
5618
5619         if (error == ECANCELED) {
5620                 ASSERT0(data->zcd_txg);
5621                 ASSERT(!data->zcd_added);
5622
5623                 /*
5624                  * The private callback data should be destroyed here, but
5625                  * since we are going to check the zcd_called field after
5626                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
5627                  */
5628                 return;
5629         }
5630
5631         ASSERT(data->zcd_added);
5632         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
5633
5634         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5635
5636         /* See if this cb was called more quickly */
5637         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
5638                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
5639
5640         /* Remove our callback from the list */
5641         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5642
5643         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5644
5645         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5646 }
5647
5648 /* Allocate and initialize callback data structure */
5649 static ztest_cb_data_t *
5650 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5651 {
5652         ztest_cb_data_t *cb_data;
5653
5654         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5655
5656         cb_data->zcd_txg = txg;
5657         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5658         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
5659
5660         return (cb_data);
5661 }
5662
5663 /*
5664  * Commit callback test.
5665  */
5666 void
5667 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5668 {
5669         objset_t *os = zd->zd_os;
5670         ztest_od_t *od;
5671         dmu_tx_t *tx;
5672         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5673         uint64_t old_txg, txg;
5674         int i, error = 0;
5675
5676         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5677         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5678
5679         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5680                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5681                 return;
5682         }
5683
5684         tx = dmu_tx_create(os);
5685
5686         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5687         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5688
5689         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5690
5691         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5692         if (ztest_random(100) == 0)
5693                 error = -1;
5694
5695         if (!error)
5696                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5697
5698         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5699
5700         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5701         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5702         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5703
5704         if (error) {
5705                 /*
5706                  * It's not a strict requirement to call the registered
5707                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5708                  * it's supposed to happen in the current implementation
5709                  * so we will check for that.
5710                  */
5711                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5712                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5713                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5714                 }
5715
5716                 dmu_tx_abort(tx);
5717
5718                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5719                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5720                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5721                 }
5722
5723                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5724                 return;
5725         }
5726
5727         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5728         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5729
5730         /*
5731          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5732          */
5733         VERIFY0(dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5734             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5735
5736         if (old_txg > txg)
5737                 fatal(B_FALSE,
5738                     "future leak: got %"PRIu64", open txg is %"PRIu64"",
5739                     old_txg, txg);
5740
5741         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5742
5743         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5744
5745         /*
5746          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5747          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5748          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5749          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5750          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5751          * implementation.
5752          *
5753          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5754          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5755          * implementation bug..
5756          */
5757         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5758         if (tmp_cb != NULL &&
5759             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5760                 fatal(B_FALSE,
5761                     "Commit callback threshold exceeded, "
5762                     "oldest txg: %"PRIu64", open txg: %"PRIu64"\n",
5763                     tmp_cb->zcd_txg, txg);
5764         }
5765
5766         /*
5767          * Let's find the place to insert our callbacks.
5768          *
5769          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5770          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5771          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5772          * (from other objsets) may have sneaked in.
5773          */
5774         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5775         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5776                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5777
5778         /* Add the 3 callbacks to the list */
5779         for (i = 0; i < 3; i++) {
5780                 if (tmp_cb == NULL)
5781                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5782                 else
5783                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5784                             cb_data[i]);
5785
5786                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5787                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5788
5789                 tmp_cb = cb_data[i];
5790         }
5791
5792         zc_cb_counter += 3;
5793
5794         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5795
5796         dmu_tx_commit(tx);
5797
5798         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5799 }
5800
5801 /*
5802  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5803  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5804  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5805  */
5806 void
5807 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5808 {
5809         (void) id;
5810         objset_t *os = zd->zd_os;
5811         uint64_t obj;
5812         int err = 0;
5813
5814         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5815                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5816                 dmu_object_info_t doi;
5817                 dmu_buf_t *db;
5818
5819                 ztest_object_lock(zd, obj, RL_READER);
5820                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0) {
5821                         ztest_object_unlock(zd, obj);
5822                         continue;
5823                 }
5824
5825                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5826                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5827                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5828
5829                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5830                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5831                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5832                             bt->bt_crtxg);
5833                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5834                 }
5835
5836                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5837                 ztest_object_unlock(zd, obj);
5838         }
5839 }
5840
5841 void
5842 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5843 {
5844         (void) id;
5845         zfs_prop_t proplist[] = {
5846                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5847                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5848                 ZFS_PROP_COPIES,
5849                 ZFS_PROP_DEDUP
5850         };
5851
5852         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5853
5854         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++) {
5855                 int error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5856                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5857                 ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
5858         }
5859
5860         int error = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5861             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2));
5862         ASSERT(error == 0 || error == ENOSPC);
5863
5864         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5865 }
5866
5867 void
5868 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5869 {
5870         (void) zd, (void) id;
5871         nvlist_t *props = NULL;
5872
5873         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5874
5875         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_AUTOTRIM, ztest_random(2));
5876
5877         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5878
5879         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5880                 dump_nvlist(props, 4);
5881
5882         fnvlist_free(props);
5883
5884         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5885 }
5886
5887 static int
5888 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5889 {
5890         nvlist_t *snaps, *holds;
5891         int error;
5892
5893         snaps = fnvlist_alloc();
5894         holds = fnvlist_alloc();
5895         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5896         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5897         fnvlist_free(holds);
5898         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5899         fnvlist_free(snaps);
5900         return (error);
5901 }
5902
5903 /*
5904  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5905  */
5906 void
5907 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5908 {
5909         int error;
5910         objset_t *os = zd->zd_os;
5911         objset_t *origin;
5912         char snapname[100];
5913         char fullname[100];
5914         char clonename[100];
5915         char tag[100];
5916         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5917         nvlist_t *holds;
5918
5919         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5920
5921         dmu_objset_name(os, osname);
5922
5923         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%"PRIu64"", id);
5924         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5925         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename), "%s/ch1_%"PRIu64"",
5926             osname, id);
5927         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%"PRIu64"", id);
5928
5929         /*
5930          * Clean up from any previous run.
5931          */
5932         error = dsl_destroy_head(clonename);
5933         if (error != ENOENT)
5934                 ASSERT0(error);
5935         error = user_release_one(fullname, tag);
5936         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5937                 ASSERT0(error);
5938         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5939         if (error != ENOENT)
5940                 ASSERT0(error);
5941
5942         /*
5943          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5944          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5945          */
5946         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5947         if (error) {
5948                 if (error == ENOSPC) {
5949                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5950                         goto out;
5951                 }
5952                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5953         }
5954
5955         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5956         if (error) {
5957                 if (error == ENOSPC) {
5958                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5959                         goto out;
5960                 }
5961                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5962         }
5963
5964         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5965         if (error) {
5966                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5967                     fullname, error);
5968         }
5969
5970         error = dsl_destroy_head(clonename);
5971         if (error)
5972                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5973
5974         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5975         if (error != ENOENT)
5976                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5977
5978         /*
5979          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5980          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5981          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5982          */
5983         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5984         if (error) {
5985                 if (error == ENOSPC) {
5986                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5987                         goto out;
5988                 }
5989                 fatal(B_FALSE, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5990         }
5991
5992         holds = fnvlist_alloc();
5993         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5994         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5995         fnvlist_free(holds);
5996
5997         if (error == ENOSPC) {
5998                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5999                 goto out;
6000         } else if (error) {
6001                 fatal(B_FALSE, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
6002                     fullname, tag, error);
6003         }
6004
6005         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
6006         if (error != EBUSY) {
6007                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
6008                     fullname, error);
6009         }
6010
6011         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
6012         if (error) {
6013                 fatal(B_FALSE, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
6014                     fullname, error);
6015         }
6016
6017         error = user_release_one(fullname, tag);
6018         if (error)
6019                 fatal(B_FALSE, "user_release_one(%s, %s) = %d",
6020                     fullname, tag, error);
6021
6022         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
6023
6024 out:
6025         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6026 }
6027
6028 /*
6029  * Inject random faults into the on-disk data.
6030  */
6031 void
6032 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6033 {
6034         (void) zd, (void) id;
6035         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6036         spa_t *spa = ztest_spa;
6037         int fd;
6038         uint64_t offset;
6039         uint64_t leaves;
6040         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
6041         uint64_t top, leaf;
6042         char *path0;
6043         char *pathrand;
6044         size_t fsize;
6045         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
6046         int iters = 1000;
6047         int maxfaults;
6048         int mirror_save;
6049         vdev_t *vd0 = NULL;
6050         uint64_t guid0 = 0;
6051         boolean_t islog = B_FALSE;
6052
6053         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6054         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6055
6056         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6057
6058         /*
6059          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
6060          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
6061          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
6062          * blocks which may have already been damaged.
6063          */
6064         if (ztest_device_removal_active) {
6065                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6066                 goto out;
6067         }
6068
6069         maxfaults = MAXFAULTS(zs);
6070         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raid_children;
6071         mirror_save = zs->zs_mirrors;
6072         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6073
6074         ASSERT3U(leaves, >=, 1);
6075
6076         /*
6077          * While ztest is running the number of leaves will not change.  This
6078          * is critical for the fault injection logic as it determines where
6079          * errors can be safely injected such that they are always repairable.
6080          *
6081          * When restarting ztest a different number of leaves may be requested
6082          * which will shift the regions to be damaged.  This is fine as long
6083          * as the pool has been scrubbed prior to using the new mapping.
6084          * Failure to do can result in non-repairable damage being injected.
6085          */
6086         if (ztest_pool_scrubbed == B_FALSE)
6087                 goto out;
6088
6089         /*
6090          * Grab the name lock as reader. There are some operations
6091          * which don't like to have their vdevs changed while
6092          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
6093          * operations will have grabbed the name lock as writer.
6094          */
6095         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
6096
6097         /*
6098          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
6099          */
6100         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
6101
6102         if (ztest_random(2) == 0) {
6103                 /*
6104                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
6105                  */
6106                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
6107                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
6108
6109                 /*
6110                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
6111                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
6112                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
6113                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
6114                  */
6115                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
6116                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
6117                     top * leaves + zs->zs_splits);
6118                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
6119                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
6120                     top * leaves + leaf);
6121
6122                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
6123                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
6124                         islog = B_TRUE;
6125
6126                 /*
6127                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
6128                  * then we only allow faults on the device that is
6129                  * resilvering.
6130                  */
6131                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
6132                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
6133                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
6134                         /*
6135                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
6136                          * or unwritable, or reach behind its back
6137                          * and close the underlying fd.  We can do this if
6138                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
6139                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
6140                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
6141                          * combination of this with injection of random data
6142                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
6143                          */
6144                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
6145
6146                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
6147                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
6148
6149                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
6150                                 (void) close(vf->vf_file->f_fd);
6151                                 vf->vf_file->f_fd = -1;
6152                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
6153                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
6154                         } else {
6155                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
6156                         }
6157                         guid0 = vd0->vdev_guid;
6158                 }
6159         } else {
6160                 /*
6161                  * Inject errors on an l2cache device.
6162                  */
6163                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
6164
6165                 if (sav->sav_count == 0) {
6166                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
6167                         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6168                         goto out;
6169                 }
6170                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
6171                 guid0 = vd0->vdev_guid;
6172                 (void) strlcpy(path0, vd0->vdev_path, MAXPATHLEN);
6173                 (void) strlcpy(pathrand, vd0->vdev_path, MAXPATHLEN);
6174
6175                 leaf = 0;
6176                 leaves = 1;
6177                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
6178         }
6179
6180         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
6181         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6182
6183         /*
6184          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
6185          * with a slog, randomly online/offline vd0.
6186          */
6187         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
6188                 if (ztest_random(10) < 6) {
6189                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
6190                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
6191
6192                         /*
6193                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
6194                          * prevent a race between offlining a slog and
6195                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
6196                          * grab a reference on the dataset which may cause
6197                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
6198                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
6199                          */
6200                         if (islog)
6201                                 (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6202
6203                         VERIFY3U(vdev_offline(spa, guid0, flags), !=, EBUSY);
6204
6205                         if (islog)
6206                                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6207                 } else {
6208                         /*
6209                          * Ideally we would like to be able to randomly
6210                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
6211                          * to force unpredictable failures but the side
6212                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
6213                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
6214                          * prevent a race between injection testing and
6215                          * aux_vdev removal.
6216                          */
6217                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6218                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
6219                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6220                 }
6221         }
6222
6223         if (maxfaults == 0)
6224                 goto out;
6225
6226         /*
6227          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
6228          */
6229         fd = open(pathrand, O_RDWR);
6230
6231         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
6232                 goto out;
6233
6234         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
6235
6236         while (--iters != 0) {
6237                 /*
6238                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
6239                  * we do not inject a given logical block with errors
6240                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
6241                  * tolerate that (if maxfaults==1).
6242                  *
6243                  * To achieve this we divide each leaf device into
6244                  * chunks of size (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).
6245                  * Each chunk is further divided into error-injection
6246                  * ranges (can accept errors) and clear ranges (we do
6247                  * not inject errors in those). Each error-injection
6248                  * range can accept errors only for a single leaf vdev.
6249                  * Error-injection ranges are separated by clear ranges.
6250                  *
6251                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
6252                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
6253                  *  32M to  64M: clear range - no injection allowed
6254                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
6255                  *  96M to 128M: clear range - no injection allowed
6256                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
6257                  * 160M to 192M: clear range - no injection allowed
6258                  *
6259                  * Each clear range must be large enough such that a
6260                  * single block cannot straddle it. This way a block
6261                  * can't be a target in two different injection ranges
6262                  * (on different leaf vdevs).
6263                  */
6264                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
6265                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
6266                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
6267
6268                 /*
6269                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
6270                  *
6271                  * If all labels are damaged, the device will be totally
6272                  * inaccessible, which will result in loss of data,
6273                  * because we also damage (parts of) the other side of
6274                  * the mirror/raidz.
6275                  *
6276                  * Additionally, we will always have both an even and an
6277                  * odd label, so that we can handle crashes in the
6278                  * middle of vdev_config_sync().
6279                  */
6280                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
6281                         continue;
6282
6283                 /*
6284                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
6285                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
6286                  * sizeof (vdev_label_t).
6287                  */
6288                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
6289                 if ((leaf & 1) == 1 &&
6290                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
6291                         continue;
6292
6293                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6294                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
6295                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6296                         (void) close(fd);
6297                         goto out;
6298                 }
6299
6300                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
6301                         fatal(B_TRUE,
6302                             "can't inject bad word at 0x%"PRIx64" in %s",
6303                             offset, pathrand);
6304
6305                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6306
6307                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
6308                         (void) printf("injected bad word into %s,"
6309                             " offset 0x%"PRIx64"\n", pathrand, offset);
6310         }
6311
6312         (void) close(fd);
6313 out:
6314         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
6315         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
6316 }
6317
6318 /*
6319  * By design ztest will never inject uncorrectable damage in to the pool.
6320  * Issue a scrub, wait for it to complete, and verify there is never any
6321  * persistent damage.
6322  *
6323  * Only after a full scrub has been completed is it safe to start injecting
6324  * data corruption.  See the comment in zfs_fault_inject().
6325  */
6326 static int
6327 ztest_scrub_impl(spa_t *spa)
6328 {
6329         int error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6330         if (error)
6331                 return (error);
6332
6333         while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
6334                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6335
6336         if (spa_approx_errlog_size(spa) > 0)
6337                 return (ECKSUM);
6338
6339         ztest_pool_scrubbed = B_TRUE;
6340
6341         return (0);
6342 }
6343
6344 /*
6345  * Scrub the pool.
6346  */
6347 void
6348 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6349 {
6350         (void) zd, (void) id;
6351         spa_t *spa = ztest_spa;
6352         int error;
6353
6354         /*
6355          * Scrub in progress by device removal.
6356          */
6357         if (ztest_device_removal_active)
6358                 return;
6359
6360         /*
6361          * Start a scrub, wait a moment, then force a restart.
6362          */
6363         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6364         (void) poll(NULL, 0, 100);
6365
6366         error = ztest_scrub_impl(spa);
6367         if (error == EBUSY)
6368                 error = 0;
6369         ASSERT0(error);
6370 }
6371
6372 /*
6373  * Change the guid for the pool.
6374  */
6375 void
6376 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6377 {
6378         (void) zd, (void) id;
6379         spa_t *spa = ztest_spa;
6380         uint64_t orig, load;
6381         int error;
6382
6383         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6384                 return;
6385
6386         orig = spa_guid(spa);
6387         load = spa_load_guid(spa);
6388
6389         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6390         error = spa_change_guid(spa);
6391         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6392
6393         if (error != 0)
6394                 return;
6395
6396         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6397                 (void) printf("Changed guid old %"PRIu64" -> %"PRIu64"\n",
6398                     orig, spa_guid(spa));
6399         }
6400
6401         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
6402         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
6403 }
6404
6405 void
6406 ztest_blake3(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6407 {
6408         (void) zd, (void) id;
6409         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6410         zio_cksum_salt_t salt;
6411         void *salt_ptr = &salt.zcs_bytes;
6412         struct abd *abd_data, *abd_meta;
6413         void *buf, *templ;
6414         int i, *ptr;
6415         uint32_t size;
6416         BLAKE3_CTX ctx;
6417         const zfs_impl_t *blake3 = zfs_impl_get_ops("blake3");
6418
6419         size = ztest_random_blocksize();
6420         buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6421         abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6422         abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6423
6424         for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6425                 *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6426         memset(salt_ptr, 'A', 32);
6427
6428         abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6429         abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6430
6431         while (gethrtime() <= end) {
6432                 int run_count = 100;
6433                 zio_cksum_t zc_ref1, zc_ref2;
6434                 zio_cksum_t zc_res1, zc_res2;
6435
6436                 void *ref1 = &zc_ref1;
6437                 void *ref2 = &zc_ref2;
6438                 void *res1 = &zc_res1;
6439                 void *res2 = &zc_res2;
6440
6441                 /* BLAKE3_KEY_LEN = 32 */
6442                 VERIFY0(blake3->setname("generic"));
6443                 templ = abd_checksum_blake3_tmpl_init(&salt);
6444                 Blake3_InitKeyed(&ctx, salt_ptr);
6445                 Blake3_Update(&ctx, buf, size);
6446                 Blake3_Final(&ctx, ref1);
6447                 zc_ref2 = zc_ref1;
6448                 ZIO_CHECKSUM_BSWAP(&zc_ref2);
6449                 abd_checksum_blake3_tmpl_free(templ);
6450
6451                 VERIFY0(blake3->setname("cycle"));
6452                 while (run_count-- > 0) {
6453
6454                         /* Test current implementation */
6455                         Blake3_InitKeyed(&ctx, salt_ptr);
6456                         Blake3_Update(&ctx, buf, size);
6457                         Blake3_Final(&ctx, res1);
6458                         zc_res2 = zc_res1;
6459                         ZIO_CHECKSUM_BSWAP(&zc_res2);
6460
6461                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6462                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6463
6464                         /* Test ABD - data */
6465                         templ = abd_checksum_blake3_tmpl_init(&salt);
6466                         abd_checksum_blake3_native(abd_data, size,
6467                             templ, &zc_res1);
6468                         abd_checksum_blake3_byteswap(abd_data, size,
6469                             templ, &zc_res2);
6470
6471                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6472                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6473
6474                         /* Test ABD - metadata */
6475                         abd_checksum_blake3_native(abd_meta, size,
6476                             templ, &zc_res1);
6477                         abd_checksum_blake3_byteswap(abd_meta, size,
6478                             templ, &zc_res2);
6479                         abd_checksum_blake3_tmpl_free(templ);
6480
6481                         VERIFY0(memcmp(ref1, res1, 32));
6482                         VERIFY0(memcmp(ref2, res2, 32));
6483
6484                 }
6485         }
6486
6487         abd_free(abd_data);
6488         abd_free(abd_meta);
6489         umem_free(buf, size);
6490 }
6491
6492 void
6493 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6494 {
6495         (void) zd, (void) id;
6496         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6497
6498         while (gethrtime() <= end) {
6499                 int run_count = 100;
6500                 void *buf;
6501                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
6502                 uint32_t size;
6503                 int *ptr;
6504                 int i;
6505                 zio_cksum_t zc_ref;
6506                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
6507
6508                 size = ztest_random_blocksize();
6509
6510                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6511                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6512                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6513
6514                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6515                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6516
6517                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6518                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6519
6520                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6521                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6522                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
6523
6524                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6525                 while (run_count-- > 0) {
6526                         zio_cksum_t zc;
6527                         zio_cksum_t zc_byteswap;
6528
6529                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
6530                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
6531
6532                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6533                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6534                             sizeof (zc_byteswap)));
6535
6536                         /* Test ABD - data */
6537                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
6538                             &zc_byteswap);
6539                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
6540
6541                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6542                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6543                             sizeof (zc_byteswap)));
6544
6545                         /* Test ABD - metadata */
6546                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
6547                             &zc_byteswap);
6548                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
6549
6550                         VERIFY0(memcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6551                         VERIFY0(memcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6552                             sizeof (zc_byteswap)));
6553
6554                 }
6555
6556                 umem_free(buf, size);
6557                 abd_free(abd_data);
6558                 abd_free(abd_meta);
6559         }
6560 }
6561
6562 void
6563 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6564 {
6565         (void) zd, (void) id;
6566         void *buf;
6567         size_t size;
6568         int *ptr;
6569         int i;
6570         zio_cksum_t zc_ref;
6571         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
6572
6573         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6574
6575         while (gethrtime() <= end) {
6576                 int run_count = 100;
6577
6578                 size = ztest_random_blocksize();
6579                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6580
6581                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6582                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6583
6584                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6585                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6586                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
6587
6588                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6589
6590                 while (run_count-- > 0) {
6591                         zio_cksum_t zc;
6592                         zio_cksum_t zc_bswap;
6593                         size_t pos = 0;
6594
6595                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6596                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6597
6598                         while (pos < size) {
6599                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
6600                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
6601                                 if (ztest_random(100) < 10)
6602                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
6603                                             sizeof (uint32_t));
6604
6605                                 if (inc > (size - pos))
6606                                         inc = size - pos;
6607
6608                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
6609                                     &zc);
6610                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
6611                                     &zc_bswap);
6612
6613                                 pos += inc;
6614                         }
6615
6616                         VERIFY3U(pos, ==, size);
6617
6618                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6619                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6620
6621                         /*
6622                          * verify if incremental on the whole buffer is
6623                          * equivalent to non-incremental version
6624                          */
6625                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6626                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6627
6628                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
6629                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
6630
6631                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6632                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6633                 }
6634
6635                 umem_free(buf, size);
6636         }
6637 }
6638
6639 static int
6640 ztest_set_global_vars(void)
6641 {
6642         for (size_t i = 0; i < ztest_opts.zo_gvars_count; i++) {
6643                 char *kv = ztest_opts.zo_gvars[i];
6644                 VERIFY3U(strlen(kv), <=, ZO_GVARS_MAX_ARGLEN);
6645                 VERIFY3U(strlen(kv), >, 0);
6646                 int err = set_global_var(kv);
6647                 if (ztest_opts.zo_verbose > 0) {
6648                         (void) printf("setting global var %s ... %s\n", kv,
6649                             err ? "failed" : "ok");
6650                 }
6651                 if (err != 0) {
6652                         (void) fprintf(stderr,
6653                             "failed to set global var '%s'\n", kv);
6654                         return (err);
6655                 }
6656         }
6657         return (0);
6658 }
6659
6660 static char **
6661 ztest_global_vars_to_zdb_args(void)
6662 {
6663         char **args = calloc(2*ztest_opts.zo_gvars_count + 1, sizeof (char *));
6664         char **cur = args;
6665         if (args == NULL)
6666                 return (NULL);
6667         for (size_t i = 0; i < ztest_opts.zo_gvars_count; i++) {
6668                 *cur++ = (char *)"-o";
6669                 *cur++ = ztest_opts.zo_gvars[i];
6670         }
6671         ASSERT3P(cur, ==, &args[2*ztest_opts.zo_gvars_count]);
6672         *cur = NULL;
6673         return (args);
6674 }
6675
6676 /* The end of strings is indicated by a NULL element */
6677 static char *
6678 join_strings(char **strings, const char *sep)
6679 {
6680         size_t totallen = 0;
6681         for (char **sp = strings; *sp != NULL; sp++) {
6682                 totallen += strlen(*sp);
6683                 totallen += strlen(sep);
6684         }
6685         if (totallen > 0) {
6686                 ASSERT(totallen >= strlen(sep));
6687                 totallen -= strlen(sep);
6688         }
6689
6690         size_t buflen = totallen + 1;
6691         char *o = umem_alloc(buflen, UMEM_NOFAIL); /* trailing 0 byte */
6692         o[0] = '\0';
6693         for (char **sp = strings; *sp != NULL; sp++) {
6694                 size_t would;
6695                 would = strlcat(o, *sp, buflen);
6696                 VERIFY3U(would, <, buflen);
6697                 if (*(sp+1) == NULL) {
6698                         break;
6699                 }
6700                 would = strlcat(o, sep, buflen);
6701                 VERIFY3U(would, <, buflen);
6702         }
6703         ASSERT3S(strlen(o), ==, totallen);
6704         return (o);
6705 }
6706
6707 static int
6708 ztest_check_path(char *path)
6709 {
6710         struct stat s;
6711         /* return true on success */
6712         return (!stat(path, &s));
6713 }
6714
6715 static void
6716 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
6717 {
6718         char *zdb_path;
6719         /*
6720          * Try to use $ZDB and in-tree zdb path. If not successful, just
6721          * let popen to search through PATH.
6722          */
6723         if ((zdb_path = getenv("ZDB"))) {
6724                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
6725                 if (!ztest_check_path(bin)) {
6726                         ztest_dump_core = 0;
6727                         fatal(B_TRUE, "invalid ZDB '%s'", bin);
6728                 }
6729                 return;
6730         }
6731
6732         VERIFY3P(realpath(getexecname(), bin), !=, NULL);
6733         if (strstr(bin, ".libs/ztest")) {
6734                 strstr(bin, ".libs/ztest")[0] = '\0'; /* In-tree */
6735                 strcat(bin, "zdb");
6736                 if (ztest_check_path(bin))
6737                         return;
6738         }
6739         strcpy(bin, "zdb");
6740 }
6741
6742 static vdev_t *
6743 ztest_random_concrete_vdev_leaf(vdev_t *vd)
6744 {
6745         if (vd == NULL)
6746                 return (NULL);
6747
6748         if (vd->vdev_children == 0)
6749                 return (vd);
6750
6751         vdev_t *eligible[vd->vdev_children];
6752         int eligible_idx = 0, i;
6753         for (i = 0; i < vd->vdev_children; i++) {
6754                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[i];
6755                 if (cvd->vdev_top->vdev_removing)
6756                         continue;
6757                 if (cvd->vdev_children > 0 ||
6758                     (vdev_is_concrete(cvd) && !cvd->vdev_detached)) {
6759                         eligible[eligible_idx++] = cvd;
6760                 }
6761         }
6762         VERIFY3S(eligible_idx, >, 0);
6763
6764         uint64_t child_no = ztest_random(eligible_idx);
6765         return (ztest_random_concrete_vdev_leaf(eligible[child_no]));
6766 }
6767
6768 void
6769 ztest_initialize(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6770 {
6771         (void) zd, (void) id;
6772         spa_t *spa = ztest_spa;
6773         int error = 0;
6774
6775         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6776
6777         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
6778
6779         /* Random leaf vdev */
6780         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
6781         if (rand_vd == NULL) {
6782                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6783                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6784                 return;
6785         }
6786
6787         /*
6788          * The random vdev we've selected may change as soon as we
6789          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
6790          * we're interested in.
6791          */
6792         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
6793         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
6794         boolean_t active = rand_vd->vdev_initialize_thread != NULL;
6795
6796         zfs_dbgmsg("vd %px, guid %llu", rand_vd, (u_longlong_t)guid);
6797         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6798
6799         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_INITIALIZE_FUNCS);
6800
6801         nvlist_t *vdev_guids = fnvlist_alloc();
6802         nvlist_t *vdev_errlist = fnvlist_alloc();
6803         fnvlist_add_uint64(vdev_guids, path, guid);
6804         error = spa_vdev_initialize(spa, vdev_guids, cmd, vdev_errlist);
6805         fnvlist_free(vdev_guids);
6806         fnvlist_free(vdev_errlist);
6807
6808         switch (cmd) {
6809         case POOL_INITIALIZE_CANCEL:
6810                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6811                         (void) printf("Cancel initialize %s", path);
6812                         if (!active)
6813                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
6814                         (void) printf("\n");
6815                 }
6816                 break;
6817         case POOL_INITIALIZE_START:
6818                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6819                         (void) printf("Start initialize %s", path);
6820                         if (active && error == 0)
6821                                 (void) printf(" failed (already active)");
6822                         else if (error != 0)
6823                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
6824                         (void) printf("\n");
6825                 }
6826                 break;
6827         case POOL_INITIALIZE_SUSPEND:
6828                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6829                         (void) printf("Suspend initialize %s", path);
6830                         if (!active)
6831                                 (void) printf(" failed (no initialize active)");
6832                         (void) printf("\n");
6833                 }
6834                 break;
6835         }
6836         free(path);
6837         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6838 }
6839
6840 void
6841 ztest_trim(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6842 {
6843         (void) zd, (void) id;
6844         spa_t *spa = ztest_spa;
6845         int error = 0;
6846
6847         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6848
6849         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
6850
6851         /* Random leaf vdev */
6852         vdev_t *rand_vd = ztest_random_concrete_vdev_leaf(spa->spa_root_vdev);
6853         if (rand_vd == NULL) {
6854                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6855                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6856                 return;
6857         }
6858
6859         /*
6860          * The random vdev we've selected may change as soon as we
6861          * drop the spa_config_lock. We create local copies of things
6862          * we're interested in.
6863          */
6864         uint64_t guid = rand_vd->vdev_guid;
6865         char *path = strdup(rand_vd->vdev_path);
6866         boolean_t active = rand_vd->vdev_trim_thread != NULL;
6867
6868         zfs_dbgmsg("vd %p, guid %llu", rand_vd, (u_longlong_t)guid);
6869         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
6870
6871         uint64_t cmd = ztest_random(POOL_TRIM_FUNCS);
6872         uint64_t rate = 1 << ztest_random(30);
6873         boolean_t partial = (ztest_random(5) > 0);
6874         boolean_t secure = (ztest_random(5) > 0);
6875
6876         nvlist_t *vdev_guids = fnvlist_alloc();
6877         nvlist_t *vdev_errlist = fnvlist_alloc();
6878         fnvlist_add_uint64(vdev_guids, path, guid);
6879         error = spa_vdev_trim(spa, vdev_guids, cmd, rate, partial,
6880             secure, vdev_errlist);
6881         fnvlist_free(vdev_guids);
6882         fnvlist_free(vdev_errlist);
6883
6884         switch (cmd) {
6885         case POOL_TRIM_CANCEL:
6886                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6887                         (void) printf("Cancel TRIM %s", path);
6888                         if (!active)
6889                                 (void) printf(" failed (no TRIM active)");
6890                         (void) printf("\n");
6891                 }
6892                 break;
6893         case POOL_TRIM_START:
6894                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6895                         (void) printf("Start TRIM %s", path);
6896                         if (active && error == 0)
6897                                 (void) printf(" failed (already active)");
6898                         else if (error != 0)
6899                                 (void) printf(" failed (error %d)", error);
6900                         (void) printf("\n");
6901                 }
6902                 break;
6903         case POOL_TRIM_SUSPEND:
6904                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6905                         (void) printf("Suspend TRIM %s", path);
6906                         if (!active)
6907                                 (void) printf(" failed (no TRIM active)");
6908                         (void) printf("\n");
6909                 }
6910                 break;
6911         }
6912         free(path);
6913         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6914 }
6915
6916 /*
6917  * Verify pool integrity by running zdb.
6918  */
6919 static void
6920 ztest_run_zdb(const char *pool)
6921 {
6922         int status;
6923         char *bin;
6924         char *zdb;
6925         char *zbuf;
6926         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
6927         FILE *fp;
6928
6929         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6930         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6931         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
6932
6933         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
6934
6935         char **set_gvars_args = ztest_global_vars_to_zdb_args();
6936         if (set_gvars_args == NULL) {
6937                 fatal(B_FALSE, "Failed to allocate memory in "
6938                     "ztest_global_vars_to_zdb_args(). Cannot run zdb.\n");
6939         }
6940         char *set_gvars_args_joined = join_strings(set_gvars_args, " ");
6941         free(set_gvars_args);
6942
6943         size_t would = snprintf(zdb, len,
6944             "%s -bcc%s%s -G -d -Y -e -y %s -p %s %s",
6945             bin,
6946             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
6947             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
6948             set_gvars_args_joined,
6949             ztest_opts.zo_dir,
6950             pool);
6951         ASSERT3U(would, <, len);
6952
6953         umem_free(set_gvars_args_joined, strlen(set_gvars_args_joined) + 1);
6954
6955         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
6956                 (void) printf("Executing %s\n", zdb);
6957
6958         fp = popen(zdb, "r");
6959
6960         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
6961                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6962                         (void) printf("%s", zbuf);
6963
6964         status = pclose(fp);
6965
6966         if (status == 0)
6967                 goto out;
6968
6969         ztest_dump_core = 0;
6970         if (WIFEXITED(status))
6971                 fatal(B_FALSE, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
6972         else
6973                 fatal(B_FALSE, "'%s' died with signal %d",
6974                     zdb, WTERMSIG(status));
6975 out:
6976         umem_free(bin, len);
6977         umem_free(zdb, len);
6978         umem_free(zbuf, 1024);
6979 }
6980
6981 static void
6982 ztest_walk_pool_directory(const char *header)
6983 {
6984         spa_t *spa = NULL;
6985
6986         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6987                 (void) puts(header);
6988
6989         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6990         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
6991                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6992                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
6993         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6994 }
6995
6996 static void
6997 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
6998 {
6999         nvlist_t *config, *newconfig;
7000         uint64_t pool_guid;
7001         spa_t *spa;
7002         int error;
7003
7004         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
7005                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
7006                     oldname, newname);
7007         }
7008
7009         /*
7010          * Clean up from previous runs.
7011          */
7012         (void) spa_destroy(newname);
7013
7014         /*
7015          * Get the pool's configuration and guid.
7016          */
7017         VERIFY0(spa_open(oldname, &spa, FTAG));
7018
7019         /*
7020          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
7021          */
7022         if (ztest_random(2) == 0)
7023                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
7024
7025         pool_guid = spa_guid(spa);
7026         spa_close(spa, FTAG);
7027
7028         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
7029
7030         /*
7031          * Export it.
7032          */
7033         VERIFY0(spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
7034
7035         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
7036
7037         /*
7038          * Try to import it.
7039          */
7040         newconfig = spa_tryimport(config);
7041         ASSERT3P(newconfig, !=, NULL);
7042         fnvlist_free(newconfig);
7043
7044         /*
7045          * Import it under the new name.
7046          */
7047         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
7048         if (error != 0) {
7049                 dump_nvlist(config, 0);
7050                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
7051                     oldname, newname, error);
7052         }
7053
7054         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
7055
7056         /*
7057          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
7058          */
7059         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
7060
7061         /*
7062          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
7063          */
7064         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
7065
7066         /*
7067          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
7068          */
7069         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
7070
7071         /*
7072          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
7073          */
7074         VERIFY0(spa_open(newname, &spa, FTAG));
7075         ASSERT3U(pool_guid, ==, spa_guid(spa));
7076         spa_close(spa, FTAG);
7077
7078         fnvlist_free(config);
7079 }
7080
7081 static void
7082 ztest_resume(spa_t *spa)
7083 {
7084         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
7085                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
7086         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
7087         vdev_clear(spa, NULL);
7088         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
7089         (void) zio_resume(spa);
7090 }
7091
7092 static __attribute__((noreturn)) void
7093 ztest_resume_thread(void *arg)
7094 {
7095         spa_t *spa = arg;
7096
7097         while (!ztest_exiting) {
7098                 if (spa_suspended(spa))
7099                         ztest_resume(spa);
7100                 (void) poll(NULL, 0, 100);
7101
7102                 /*
7103                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
7104                  */
7105                 if (ztest_random(10) == 0)
7106                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
7107
7108                 /*
7109                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
7110                  */
7111                 if (ztest_random(10) == 0)
7112                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
7113         }
7114
7115         thread_exit();
7116 }
7117
7118 static __attribute__((noreturn)) void
7119 ztest_deadman_thread(void *arg)
7120 {
7121         ztest_shared_t *zs = arg;
7122         spa_t *spa = ztest_spa;
7123         hrtime_t delay, overdue, last_run = gethrtime();
7124
7125         delay = (zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) +
7126             MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
7127
7128         while (!ztest_exiting) {
7129                 /*
7130                  * Wait for the delay timer while checking occasionally
7131                  * if we should stop.
7132                  */
7133                 if (gethrtime() < last_run + delay) {
7134                         (void) poll(NULL, 0, 1000);
7135                         continue;
7136                 }
7137
7138                 /*
7139                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
7140                  * check to see if the pool is making any progress. If
7141                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
7142                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
7143                  */
7144                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
7145                         fatal(B_FALSE,
7146                             "aborting test after %llu seconds because "
7147                             "pool has transitioned to a suspended state.",
7148                             (u_longlong_t)zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
7149                 }
7150                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev, FTAG);
7151
7152                 /*
7153                  * If the process doesn't complete within a grace period of
7154                  * zfs_deadman_synctime_ms over the expected finish time,
7155                  * then it may be hung and is terminated.
7156                  */
7157                 overdue = zs->zs_proc_stop + MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
7158                 if (gethrtime() > overdue) {
7159                         fatal(B_FALSE,
7160                             "aborting test after %llu seconds because "
7161                             "the process is overdue for termination.",
7162                             (gethrtime() - zs->zs_proc_start) / NANOSEC);
7163                 }
7164
7165                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
7166                     (gethrtime() - zs->zs_proc_start) / NANOSEC);
7167
7168                 last_run = gethrtime();
7169                 delay = MSEC2NSEC(zfs_deadman_checktime_ms);
7170         }
7171
7172         thread_exit();
7173 }
7174
7175 static void
7176 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
7177 {
7178         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
7179         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
7180         hrtime_t functime = gethrtime();
7181         int i;
7182
7183         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
7184                 zi->zi_func(zd, id);
7185
7186         functime = gethrtime() - functime;
7187
7188         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
7189         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
7190
7191         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
7192                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
7193                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
7194 }
7195
7196 static __attribute__((noreturn)) void
7197 ztest_thread(void *arg)
7198 {
7199         int rand;
7200         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
7201         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
7202         uint64_t call_next;
7203         hrtime_t now;
7204         ztest_info_t *zi;
7205         ztest_shared_callstate_t *zc;
7206
7207         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
7208                 /*
7209                  * See if it's time to force a crash.
7210                  */
7211                 if (now > zs->zs_thread_kill)
7212                         ztest_kill(zs);
7213
7214                 /*
7215                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
7216                  */
7217                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
7218                         break;
7219
7220                 /*
7221                  * Pick a random function to execute.
7222                  */
7223                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
7224                 zi = &ztest_info[rand];
7225                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
7226                 call_next = zc->zc_next;
7227
7228                 if (now >= call_next &&
7229                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
7230                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
7231                         ztest_execute(rand, zi, id);
7232                 }
7233         }
7234
7235         thread_exit();
7236 }
7237
7238 static void
7239 ztest_dataset_name(char *dsname, const char *pool, int d)
7240 {
7241         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
7242 }
7243
7244 static void
7245 ztest_dataset_destroy(int d)
7246 {
7247         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7248         int t;
7249
7250         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
7251
7252         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7253                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
7254
7255         /*
7256          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
7257          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
7258          * so there may be more than one thing to clean up.
7259          */
7260         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
7261             t += ztest_opts.zo_datasets)
7262                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
7263
7264         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
7265             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
7266 }
7267
7268 static void
7269 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
7270 {
7271         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
7272
7273         /*
7274          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
7275          * Therefore, the number of objects in use should equal the
7276          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
7277          * If not, we have an object leak.
7278          *
7279          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
7280          * when the open-context and syncing-context values agree.
7281          * That's because zap_count() returns the open-context value,
7282          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
7283          */
7284         VERIFY0(zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
7285         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
7286         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
7287 }
7288
7289 static int
7290 ztest_dataset_open(int d)
7291 {
7292         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
7293         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
7294         objset_t *os;
7295         zilog_t *zilog;
7296         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7297         int error;
7298
7299         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
7300
7301         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
7302
7303         error = ztest_dataset_create(name);
7304         if (error == ENOSPC) {
7305                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
7306                 ztest_record_enospc(FTAG);
7307                 return (error);
7308         }
7309         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
7310
7311         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
7312             B_TRUE, zd, &os));
7313         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
7314
7315         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
7316
7317         zilog = zd->zd_zilog;
7318
7319         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
7320             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
7321                 fatal(B_FALSE, "missing log records: "
7322                     "claimed %"PRIu64" < committed %"PRIu64"",
7323                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
7324
7325         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
7326
7327         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
7328
7329         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
7330
7331         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
7332                 (void) printf("%s replay %"PRIu64" blocks, "
7333                     "%"PRIu64" records, seq %"PRIu64"\n",
7334                     zd->zd_name,
7335                     zilog->zl_parse_blk_count,
7336                     zilog->zl_parse_lr_count,
7337                     zilog->zl_replaying_seq);
7338
7339         zilog = zil_open(os, ztest_get_data, NULL);
7340
7341         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
7342             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
7343                 fatal(B_FALSE, "missing log records: "
7344                     "replayed %"PRIu64" < committed %"PRIu64"",
7345                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
7346
7347         return (0);
7348 }
7349
7350 static void
7351 ztest_dataset_close(int d)
7352 {
7353         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
7354
7355         zil_close(zd->zd_zilog);
7356         dmu_objset_disown(zd->zd_os, B_TRUE, zd);
7357
7358         ztest_zd_fini(zd);
7359 }
7360
7361 static int
7362 ztest_replay_zil_cb(const char *name, void *arg)
7363 {
7364         (void) arg;
7365         objset_t *os;
7366         ztest_ds_t *zdtmp;
7367
7368         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_ANY, B_TRUE,
7369             B_TRUE, FTAG, &os));
7370
7371         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
7372
7373         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
7374         zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
7375         ztest_zd_fini(zdtmp);
7376
7377         if (dmu_objset_zil(os)->zl_parse_lr_count != 0 &&
7378             ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
7379                 zilog_t *zilog = dmu_objset_zil(os);
7380
7381                 (void) printf("%s replay %"PRIu64" blocks, "
7382                     "%"PRIu64" records, seq %"PRIu64"\n",
7383                     name,
7384                     zilog->zl_parse_blk_count,
7385                     zilog->zl_parse_lr_count,
7386                     zilog->zl_replaying_seq);
7387         }
7388
7389         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
7390
7391         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
7392         return (0);
7393 }
7394
7395 static void
7396 ztest_freeze(void)
7397 {
7398         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
7399         spa_t *spa;
7400         int numloops = 0;
7401
7402         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7403                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
7404
7405         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7406         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7407         VERIFY0(ztest_dataset_open(0));
7408         ztest_spa = spa;
7409
7410         /*
7411          * Force the first log block to be transactionally allocated.
7412          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
7413          * the log chain won't be anchored.
7414          */
7415         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
7416                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
7417                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7418         }
7419
7420         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7421
7422         /*
7423          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
7424          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
7425          */
7426         spa_freeze(spa);
7427
7428         /*
7429          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
7430          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
7431          * capacity.
7432          */
7433         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
7434
7435         /*
7436          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
7437          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
7438          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
7439          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
7440          * The ZIL should be OK with that.
7441          *
7442          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
7443          * not run out of space on the pool.
7444          */
7445         while (ztest_random(10) != 0 &&
7446             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
7447             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
7448                 ztest_od_t od;
7449                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
7450                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
7451                 ztest_io(zd, od.od_object,
7452                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
7453                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7454         }
7455
7456         /*
7457          * Commit all of the changes we just generated.
7458          */
7459         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7460         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7461
7462         /*
7463          * Close our dataset and close the pool.
7464          */
7465         ztest_dataset_close(0);
7466         spa_close(spa, FTAG);
7467         kernel_fini();
7468
7469         /*
7470          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
7471          */
7472         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7473         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7474         ASSERT3U(spa_freeze_txg(spa), ==, UINT64_MAX);
7475         VERIFY0(ztest_dataset_open(0));
7476         ztest_spa = spa;
7477         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7478         ztest_dataset_close(0);
7479         ztest_reguid(NULL, 0);
7480
7481         spa_close(spa, FTAG);
7482         kernel_fini();
7483 }
7484
7485 static void
7486 ztest_import_impl(void)
7487 {
7488         importargs_t args = { 0 };
7489         nvlist_t *cfg = NULL;
7490         int nsearch = 1;
7491         char *searchdirs[nsearch];
7492         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
7493
7494         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
7495         args.paths = nsearch;
7496         args.path = searchdirs;
7497         args.can_be_active = B_FALSE;
7498
7499         libpc_handle_t lpch = {
7500                 .lpc_lib_handle = NULL,
7501                 .lpc_ops = &libzpool_config_ops,
7502                 .lpc_printerr = B_TRUE
7503         };
7504         VERIFY0(zpool_find_config(&lpch, ztest_opts.zo_pool, &cfg, &args));
7505         VERIFY0(spa_import(ztest_opts.zo_pool, cfg, NULL, flags));
7506         fnvlist_free(cfg);
7507 }
7508
7509 /*
7510  * Import a storage pool with the given name.
7511  */
7512 static void
7513 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
7514 {
7515         spa_t *spa;
7516
7517         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7518         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7519         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7520
7521         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7522
7523         ztest_import_impl();
7524
7525         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7526         zs->zs_metaslab_sz =
7527             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7528         spa_close(spa, FTAG);
7529
7530         kernel_fini();
7531
7532         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7533                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7534                 ztest_freeze();
7535                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7536         }
7537
7538         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7539         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7540         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7541 }
7542
7543 /*
7544  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
7545  */
7546 static void
7547 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
7548 {
7549         spa_t *spa;
7550         objset_t *os;
7551         kthread_t *resume_thread, *deadman_thread;
7552         kthread_t **run_threads;
7553         uint64_t object;
7554         int error;
7555         int t, d;
7556
7557         ztest_exiting = B_FALSE;
7558
7559         /*
7560          * Initialize parent/child shared state.
7561          */
7562         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7563         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7564         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7565
7566         zs->zs_thread_start = gethrtime();
7567         zs->zs_thread_stop =
7568             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
7569         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
7570         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
7571         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
7572                 zs->zs_thread_kill -=
7573                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
7574         }
7575
7576         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7577
7578         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
7579             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
7580
7581         /*
7582          * Open our pool.  It may need to be imported first depending on
7583          * what tests were running when the previous pass was terminated.
7584          */
7585         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7586         error = spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG);
7587         if (error) {
7588                 VERIFY3S(error, ==, ENOENT);
7589                 ztest_import_impl();
7590                 VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7591                 zs->zs_metaslab_sz =
7592                     1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7593         }
7594
7595         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
7596         ztest_spa = spa;
7597
7598         VERIFY0(vdev_raidz_impl_set("cycle"));
7599
7600         dmu_objset_stats_t dds;
7601         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
7602             DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE, FTAG, &os));
7603         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
7604         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
7605         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
7606         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
7607         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
7608
7609         /*
7610          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
7611          */
7612         resume_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_resume_thread,
7613             spa, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
7614
7615         /*
7616          * Create a deadman thread and set to panic if we hang.
7617          */
7618         deadman_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_deadman_thread,
7619             zs, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
7620
7621         spa->spa_deadman_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
7622
7623         /*
7624          * Verify that we can safely inquire about any object,
7625          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
7626          * we probe a 5-wide window around each power of two.
7627          * This hits all edge cases, including zero and the max.
7628          */
7629         for (t = 0; t < 64; t++) {
7630                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
7631                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
7632                             (1ULL << t) + d, NULL);
7633                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
7634                             error == EINVAL);
7635                 }
7636         }
7637
7638         /*
7639          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
7640          */
7641         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
7642                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
7643                 ztest_dataset_destroy(d);
7644         }
7645         zs->zs_enospc_count = 0;
7646
7647         /*
7648          * If we were in the middle of ztest_device_removal() and were killed
7649          * we need to ensure the removal and scrub complete before running
7650          * any tests that check ztest_device_removal_active. The removal will
7651          * be restarted automatically when the spa is opened, but we need to
7652          * initiate the scrub manually if it is not already in progress. Note
7653          * that we always run the scrub whenever an indirect vdev exists
7654          * because we have no way of knowing for sure if ztest_device_removal()
7655          * fully completed its scrub before the pool was reimported.
7656          */
7657         if (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING ||
7658             spa->spa_removing_phys.sr_prev_indirect_vdev != -1) {
7659                 while (spa->spa_removing_phys.sr_state == DSS_SCANNING)
7660                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7661
7662                 error = ztest_scrub_impl(spa);
7663                 if (error == EBUSY)
7664                         error = 0;
7665                 ASSERT0(error);
7666         }
7667
7668         run_threads = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *),
7669             UMEM_NOFAIL);
7670
7671         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
7672                 (void) printf("starting main threads...\n");
7673
7674         /*
7675          * Replay all logs of all datasets in the pool. This is primarily for
7676          * temporary datasets which wouldn't otherwise get replayed, which
7677          * can trigger failures when attempting to offline a SLOG in
7678          * ztest_fault_inject().
7679          */
7680         (void) dmu_objset_find(ztest_opts.zo_pool, ztest_replay_zil_cb,
7681             NULL, DS_FIND_CHILDREN);
7682
7683         /*
7684          * Kick off all the tests that run in parallel.
7685          */
7686         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
7687                 if (t < ztest_opts.zo_datasets && ztest_dataset_open(t) != 0) {
7688                         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads *
7689                             sizeof (kthread_t *));
7690                         return;
7691                 }
7692
7693                 run_threads[t] = thread_create(NULL, 0, ztest_thread,
7694                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE,
7695                     defclsyspri);
7696         }
7697
7698         /*
7699          * Wait for all of the tests to complete.
7700          */
7701         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++)
7702                 VERIFY0(thread_join(run_threads[t]));
7703
7704         /*
7705          * Close all datasets. This must be done after all the threads
7706          * are joined so we can be sure none of the datasets are in-use
7707          * by any of the threads.
7708          */
7709         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
7710                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
7711                         ztest_dataset_close(t);
7712         }
7713
7714         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7715
7716         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
7717         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
7718
7719         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *));
7720
7721         /* Kill the resume and deadman threads */
7722         ztest_exiting = B_TRUE;
7723         VERIFY0(thread_join(resume_thread));
7724         VERIFY0(thread_join(deadman_thread));
7725         ztest_resume(spa);
7726
7727         /*
7728          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
7729          * spa_close() should wait for it to complete.
7730          */
7731         for (object = 1; object < 50; object++) {
7732                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
7733                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
7734         }
7735
7736         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
7737         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
7738                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
7739
7740         spa_close(spa, FTAG);
7741
7742         /*
7743          * Verify that we can loop over all pools.
7744          */
7745         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
7746         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
7747                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
7748                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
7749         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
7750
7751         /*
7752          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
7753          * different name.
7754          */
7755         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
7756                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7757                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
7758                     ztest_opts.zo_pool);
7759                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
7760                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
7761         }
7762
7763         kernel_fini();
7764
7765         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
7766         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
7767         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7768         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7769         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7770 }
7771
7772 static void
7773 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
7774 {
7775         hrtime_t s = t / NANOSEC;
7776         hrtime_t m = s / 60;
7777         hrtime_t h = m / 60;
7778         hrtime_t d = h / 24;
7779
7780         s -= m * 60;
7781         m -= h * 60;
7782         h -= d * 24;
7783
7784         timebuf[0] = '\0';
7785
7786         if (d)
7787                 (void) sprintf(timebuf,
7788                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
7789         else if (h)
7790                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
7791         else if (m)
7792                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
7793         else
7794                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
7795 }
7796
7797 static nvlist_t *
7798 make_random_props(void)
7799 {
7800         nvlist_t *props;
7801
7802         props = fnvlist_alloc();
7803
7804         if (ztest_random(2) == 0)
7805                 return (props);
7806
7807         fnvlist_add_uint64(props,
7808             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_AUTOREPLACE), 1);
7809
7810         return (props);
7811 }
7812
7813 /*
7814  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
7815  * Then test spa_freeze() functionality.
7816  */
7817 static void
7818 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
7819 {
7820         spa_t *spa;
7821         nvlist_t *nvroot, *props;
7822         int i;
7823
7824         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7825         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7826         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7827
7828         kernel_init(SPA_MODE_READ | SPA_MODE_WRITE);
7829
7830         /*
7831          * Create the storage pool.
7832          */
7833         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
7834         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
7835         zs->zs_splits = 0;
7836         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
7837         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
7838             NULL, ztest_opts.zo_raid_children, zs->zs_mirrors, 1);
7839         props = make_random_props();
7840
7841         /*
7842          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
7843          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
7844          * the only valid replica.
7845          */
7846         fnvlist_add_uint64(props,
7847             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_FAILUREMODE),
7848             MAXFAULTS(zs) ? ZIO_FAILURE_MODE_PANIC : ZIO_FAILURE_MODE_WAIT);
7849
7850         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
7851                 char *buf;
7852
7853                 if (!spa_feature_table[i].fi_zfs_mod_supported)
7854                         continue;
7855
7856                 /*
7857                  * 75% chance of using the log space map feature. We want ztest
7858                  * to exercise both the code paths that use the log space map
7859                  * feature and the ones that don't.
7860                  */
7861                 if (i == SPA_FEATURE_LOG_SPACEMAP && ztest_random(4) == 0)
7862                         continue;
7863
7864                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
7865                     spa_feature_table[i].fi_uname));
7866                 fnvlist_add_uint64(props, buf, 0);
7867                 free(buf);
7868         }
7869
7870         VERIFY0(spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL, NULL));
7871         fnvlist_free(nvroot);
7872         fnvlist_free(props);
7873
7874         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7875         zs->zs_metaslab_sz =
7876             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7877         spa_close(spa, FTAG);
7878
7879         kernel_fini();
7880
7881         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7882                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7883                 ztest_freeze();
7884                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7885         }
7886
7887         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7888         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7889         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7890 }
7891
7892 static void
7893 setup_data_fd(void)
7894 {
7895         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
7896
7897         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
7898         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
7899         (void) unlink(ztest_name_data);
7900 }
7901
7902 static int
7903 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
7904 {
7905         int size;
7906
7907         size = hdr->zh_hdr_size;
7908         size += hdr->zh_opts_size;
7909         size += hdr->zh_size;
7910         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7911         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
7912
7913         return (size);
7914 }
7915
7916 static void
7917 setup_hdr(void)
7918 {
7919         int size;
7920         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7921
7922         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7923             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7924         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7925
7926         VERIFY0(ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
7927
7928         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
7929         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
7930         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
7931         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
7932         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
7933         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
7934         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
7935
7936         size = shared_data_size(hdr);
7937         VERIFY0(ftruncate(ztest_fd_data, size));
7938
7939         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7940 }
7941
7942 static void
7943 setup_data(void)
7944 {
7945         int size, offset;
7946         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7947         uint8_t *buf;
7948
7949         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7950             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7951         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7952
7953         size = shared_data_size(hdr);
7954
7955         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7956         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
7957             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7958         ASSERT3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
7959         buf = (uint8_t *)hdr;
7960
7961         offset = hdr->zh_hdr_size;
7962         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
7963         offset += hdr->zh_opts_size;
7964         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
7965         offset += hdr->zh_size;
7966         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
7967         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7968         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
7969 }
7970
7971 static boolean_t
7972 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
7973 {
7974         pid_t pid;
7975         int status;
7976         char *cmdbuf = NULL;
7977
7978         pid = fork();
7979
7980         if (cmd == NULL) {
7981                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
7982                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
7983                 cmd = cmdbuf;
7984         }
7985
7986         if (pid == -1)
7987                 fatal(B_TRUE, "fork failed");
7988
7989         if (pid == 0) { /* child */
7990                 char fd_data_str[12];
7991
7992                 VERIFY3S(11, >=,
7993                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
7994                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
7995
7996                 if (libpath != NULL) {
7997                         const char *curlp = getenv("LD_LIBRARY_PATH");
7998                         if (curlp == NULL)
7999                                 VERIFY0(setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
8000                         else {
8001                                 char *newlp = NULL;
8002                                 VERIFY3S(-1, !=,
8003                                     asprintf(&newlp, "%s:%s", libpath, curlp));
8004                                 VERIFY0(setenv("LD_LIBRARY_PATH", newlp, 1));
8005                                 free(newlp);
8006                         }
8007                 }
8008                 (void) execl(cmd, cmd, (char *)NULL);
8009                 ztest_dump_core = B_FALSE;
8010                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
8011         }
8012
8013         if (cmdbuf != NULL) {
8014                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
8015                 cmd = NULL;
8016         }
8017
8018         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
8019                 continue;
8020         if (statusp != NULL)
8021                 *statusp = status;
8022
8023         if (WIFEXITED(status)) {
8024                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
8025                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
8026                             WEXITSTATUS(status));
8027                         exit(2);
8028                 }
8029                 return (B_FALSE);
8030         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
8031                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
8032                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
8033                             WTERMSIG(status));
8034                         exit(3);
8035                 }
8036                 return (B_TRUE);
8037         } else {
8038                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
8039                 exit(4);
8040         }
8041 }
8042
8043 static void
8044 ztest_run_init(void)
8045 {
8046         int i;
8047
8048         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
8049
8050         /*
8051          * Blow away any existing copy of zpool.cache
8052          */
8053         (void) remove(spa_config_path);
8054
8055         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
8056                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
8057                         (void) printf("Importing pool %s\n",
8058                             ztest_opts.zo_pool);
8059                 ztest_import(zs);
8060                 return;
8061         }
8062
8063         /*
8064          * Create and initialize our storage pool.
8065          */
8066         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
8067                 memset(zs, 0, sizeof (*zs));
8068                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
8069                     ztest_opts.zo_init != 1) {
8070                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
8071                 }
8072                 ztest_init(zs);
8073         }
8074 }
8075
8076 int
8077 main(int argc, char **argv)
8078 {
8079         int kills = 0;
8080         int iters = 0;
8081         int older = 0;
8082         int newer = 0;
8083         ztest_shared_t *zs;
8084         ztest_info_t *zi;
8085         ztest_shared_callstate_t *zc;
8086         char timebuf[100];
8087         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
8088         char *cmd;
8089         boolean_t hasalt;
8090         int f, err;
8091         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
8092         struct sigaction action;
8093
8094         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
8095
8096         dprintf_setup(&argc, argv);
8097         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
8098         zfs_deadman_checktime_ms = 30000;
8099         /*
8100          * As two-word space map entries may not come up often (especially
8101          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
8102          * of them so the feature get tested.
8103          */
8104         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
8105
8106         /*
8107          * Verify that even extensively damaged split blocks with many
8108          * segments can be reconstructed in a reasonable amount of time
8109          * when reconstruction is known to be possible.
8110          *
8111          * Note: the lower this value is, the more damage we inflict, and
8112          * the more time ztest spends in recovering that damage. We chose
8113          * to induce damage 1/100th of the time so recovery is tested but
8114          * not so frequently that ztest doesn't get to test other code paths.
8115          */
8116         zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction = 100;
8117
8118         action.sa_handler = sig_handler;
8119         sigemptyset(&action.sa_mask);
8120         action.sa_flags = 0;
8121
8122         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
8123                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
8124                     strerror(errno));
8125                 exit(EXIT_FAILURE);
8126         }
8127
8128         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
8129                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
8130                     strerror(errno));
8131                 exit(EXIT_FAILURE);
8132         }
8133
8134         /*
8135          * Force random_get_bytes() to use /dev/urandom in order to prevent
8136          * ztest from needlessly depleting the system entropy pool.
8137          */
8138         random_path = "/dev/urandom";
8139         ztest_fd_rand = open(random_path, O_RDONLY | O_CLOEXEC);
8140         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
8141
8142         if (!fd_data_str) {
8143                 process_options(argc, argv);
8144
8145                 setup_data_fd();
8146                 setup_hdr();
8147                 setup_data();
8148                 memcpy(ztest_shared_opts, &ztest_opts,
8149                     sizeof (*ztest_shared_opts));
8150         } else {
8151                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
8152                 setup_data();
8153                 memcpy(&ztest_opts, ztest_shared_opts, sizeof (ztest_opts));
8154         }
8155         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
8156
8157         err = ztest_set_global_vars();
8158         if (err != 0 && !fd_data_str) {
8159                 /* error message done by ztest_set_global_vars */
8160                 exit(EXIT_FAILURE);
8161         } else {
8162                 /* children should not be spawned if setting gvars fails */
8163                 VERIFY3S(err, ==, 0);
8164         }
8165
8166         /* Override location of zpool.cache */
8167         VERIFY3S(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
8168             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
8169
8170         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
8171             UMEM_NOFAIL);
8172         zs = ztest_shared;
8173
8174         if (fd_data_str) {
8175                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
8176                 metaslab_df_alloc_threshold =
8177                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
8178
8179                 if (zs->zs_do_init)
8180                         ztest_run_init();
8181                 else
8182                         ztest_run(zs);
8183                 exit(0);
8184         }
8185
8186         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
8187
8188         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8189                 (void) printf("%"PRIu64" vdevs, %d datasets, %d threads,"
8190                     "%d %s disks, %"PRIu64" seconds...\n\n",
8191                     ztest_opts.zo_vdevs,
8192                     ztest_opts.zo_datasets,
8193                     ztest_opts.zo_threads,
8194                     ztest_opts.zo_raid_children,
8195                     ztest_opts.zo_raid_type,
8196                     ztest_opts.zo_time);
8197         }
8198
8199         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
8200         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
8201
8202         zs->zs_do_init = B_TRUE;
8203         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
8204                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8205                         (void) printf("Executing older ztest for "
8206                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
8207                 }
8208                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
8209                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
8210         } else {
8211                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
8212         }
8213         zs->zs_do_init = B_FALSE;
8214
8215         zs->zs_proc_start = gethrtime();
8216         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
8217
8218         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8219                 zi = &ztest_info[f];
8220                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8221                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
8222                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
8223                 else
8224                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
8225                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
8226         }
8227
8228         /*
8229          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
8230          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
8231          * to verify that we never lose on-disk consistency.
8232          */
8233         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
8234                 int status;
8235                 boolean_t killed;
8236
8237                 /*
8238                  * Initialize the workload counters for each function.
8239                  */
8240                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8241                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8242                         zc->zc_count = 0;
8243                         zc->zc_time = 0;
8244                 }
8245
8246                 /* Set the allocation switch size */
8247                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
8248                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
8249
8250                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
8251                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8252                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
8253                                     cmd);
8254                         }
8255                         newer++;
8256                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
8257                 } else {
8258                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8259                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
8260                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
8261                         }
8262                         older++;
8263                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
8264                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
8265                 }
8266
8267                 if (killed)
8268                         kills++;
8269                 iters++;
8270
8271                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8272                         hrtime_t now = gethrtime();
8273
8274                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
8275                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
8276                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
8277
8278                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3"PRIu64" ENOSPC, "
8279                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
8280                             iters,
8281                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
8282                             zs->zs_enospc_count,
8283                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
8284                             numbuf,
8285                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
8286                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
8287                 }
8288
8289                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
8290                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
8291                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
8292                             "Calls", "Time", "Function");
8293                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
8294                             "-----", "----", "--------");
8295                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
8296                                 zi = &ztest_info[f];
8297                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
8298                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
8299                                 (void) printf("%7"PRIu64" %9s   %s\n",
8300                                     zc->zc_count, timebuf,
8301                                     zi->zi_funcname);
8302                         }
8303                         (void) printf("\n");
8304                 }
8305
8306                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
8307                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
8308         }
8309
8310         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
8311                 if (hasalt) {
8312                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
8313                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
8314                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
8315                             cmd);
8316                 }
8317                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
8318                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
8319         }
8320
8321         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
8322
8323         return (0);
8324 }