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

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