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) 2011, 2015 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 compatibility
  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 * 2,
 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_ms;
 190 extern int metaslab_preload_limit;
 191
 192 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 193 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 194
 195 typedef struct ztest_shared_ds {
 196         uint64_t        zd_seq;
 197 } ztest_shared_ds_t;
 198
 199 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 200 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 201
 202 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 203 #define MAXFAULTS() \
 204         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 205
 206 enum ztest_io_type {
 207         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 208         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 209         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 210         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 211         ZTEST_IO_SETATTR,
 212         ZTEST_IO_REWRITE,
 213         ZTEST_IO_TYPES
 214 };
 215
 216 typedef struct ztest_block_tag {
 217         uint64_t        bt_magic;
 218         uint64_t        bt_objset;
 219         uint64_t        bt_object;
 220         uint64_t        bt_offset;
 221         uint64_t        bt_gen;
 222         uint64_t        bt_txg;
 223         uint64_t        bt_crtxg;
 224 } ztest_block_tag_t;
 225
 226 typedef struct bufwad {
 227         uint64_t        bw_index;
 228         uint64_t        bw_txg;
 229         uint64_t        bw_data;
 230 } bufwad_t;
 231
 232 /*
 233  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 234  */
 235 typedef enum {
 236         RL_READER,
 237         RL_WRITER,
 238         RL_APPEND
 239 } rl_type_t;
 240
 241 typedef struct rll {
 242         void            *rll_writer;
 243         int             rll_readers;
 244         mutex_t         rll_lock;
 245         cond_t          rll_cv;
 246 } rll_t;
 247
 248 typedef struct rl {
 249         uint64_t        rl_object;
 250         uint64_t        rl_offset;
 251         uint64_t        rl_size;
 252         rll_t           *rl_lock;
 253 } rl_t;
 254
 255 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 256 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 257
 258 /*
 259  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 260  */
 261 typedef struct ztest_od {
 262         uint64_t        od_dir;
 263         uint64_t        od_object;
 264         dmu_object_type_t od_type;
 265         dmu_object_type_t od_crtype;
 266         uint64_t        od_blocksize;
 267         uint64_t        od_crblocksize;
 268         uint64_t        od_gen;
 269         uint64_t        od_crgen;
 270         char            od_name[MAXNAMELEN];
 271 } ztest_od_t;
 272
 273 /*
 274  * Per-dataset state.
 275  */
 276 typedef struct ztest_ds {
 277         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 278         objset_t        *zd_os;
 279         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 280         zilog_t         *zd_zilog;
 281         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 282         char            zd_name[MAXNAMELEN];
 283         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 284         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 285         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 286 } ztest_ds_t;
 287
 288 /*
 289  * Per-iteration state.
 290  */
 291 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 292
 293 typedef struct ztest_info {
 294         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 295         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 296         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 297 } ztest_info_t;
 298
 299 typedef struct ztest_shared_callstate {
 300         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 301         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 302         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 303 } ztest_shared_callstate_t;
 304
 305 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 306 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 307
 308 /*
 309  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 310  */
 311 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 312 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 313 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 314 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 315 ztest_func_t ztest_zap;
 316 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 317 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 318 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 319 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 320 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 321 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 322 ztest_func_t ztest_fzap;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 324 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 325 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 326 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 327 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 328 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 329 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 331 ztest_func_t ztest_scrub;
 332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 337 ztest_func_t ztest_split_pool;
 338 ztest_func_t ztest_reguid;
 339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 340
 341 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 342 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 343 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 344 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 345 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 346
 347 ztest_info_t ztest_info[] = {
 348         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 349         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 350         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 351         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 352         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 353         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 354         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 355         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 356         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 357         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 358         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 359         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 360         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 361 #if 0
 362         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 363 #endif
 364         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 365         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 366         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 367         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 368         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 371         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 372         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 373         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 374         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 375         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
 376         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 377         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 378             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 379         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 380             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 381 };
 382
 383 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 384
 385 /*
 386  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 387  * The callbacks are ordered by txg number.
 388  */
 389 typedef struct ztest_cb_list {
 390         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 391         list_t  zcl_callbacks;
 392 } ztest_cb_list_t;
 393
 394 /*
 395  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 396  */
 397 typedef struct ztest_shared {
 398         boolean_t       zs_do_init;
 399         hrtime_t        zs_proc_start;
 400         hrtime_t        zs_proc_stop;
 401         hrtime_t        zs_thread_start;
 402         hrtime_t        zs_thread_stop;
 403         hrtime_t        zs_thread_kill;
 404         uint64_t        zs_enospc_count;
 405         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 406         uint64_t        zs_vdev_aux;
 407         uint64_t        zs_alloc;
 408         uint64_t        zs_space;
 409         uint64_t        zs_splits;
 410         uint64_t        zs_mirrors;
 411         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 412         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 413         uint64_t        zs_guid;
 414 } ztest_shared_t;
 415
 416 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 417
 418 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 419 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 420 ztest_shared_t *ztest_shared;
 421
 422 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 423 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 424
 425 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 426
 427 /*
 428  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 429  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 430  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 431  * namespace does not change while the lock is held.
 432  */
 433 static rwlock_t ztest_name_lock;
 434
 435 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 436 static boolean_t ztest_exiting;
 437
 438 /* Global commit callback list */
 439 static ztest_cb_list_t zcl;
 440
 441 enum ztest_object {
 442         ZTEST_META_DNODE = 0,
 443         ZTEST_DIROBJ,
 444         ZTEST_OBJECTS
 445 };
 446
 447 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 448
 449 /*
 450  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 451  * debugging facilities.
 452  */
 453 const char *
 454 _umem_debug_init()
 455 {
 456         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 457 }
 458
 459 const char *
 460 _umem_logging_init(void)
 461 {
 462         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 463 }
 464
 465 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 466
 467 char *fatal_msg;
 468
 469 static void
 470 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 471 {
 472         va_list args;
 473         int save_errno = errno;
 474         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 475
 476         (void) fflush(stdout);
 477
 478         va_start(args, message);
 479         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 480         /* LINTED */
 481         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 482         va_end(args);
 483         if (do_perror) {
 484                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 485                     ": %s", strerror(save_errno));
 486         }
 487         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 488         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 489         if (ztest_dump_core)
 490                 abort();
 491         exit(3);
 492 }
 493
 494 static int
 495 str2shift(const char *buf)
 496 {
 497         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 498         int i;
 499
 500         if (buf[0] == '\0')
 501                 return (0);
 502         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 503                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 504                         break;
 505         }
 506         if (i == strlen(ends)) {
 507                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 508                     buf);
 509                 usage(B_FALSE);
 510         }
 511         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 512                 return (10*i);
 513         }
 514         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 515         usage(B_FALSE);
 516         /* NOTREACHED */
 517 }
 518
 519 static uint64_t
 520 nicenumtoull(const char *buf)
 521 {
 522         char *end;
 523         uint64_t val;
 524
 525         val = strtoull(buf, &end, 0);
 526         if (end == buf) {
 527                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 528                 usage(B_FALSE);
 529         } else if (end[0] == '.') {
 530                 double fval = strtod(buf, &end);
 531                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 532                 if (fval > UINT64_MAX) {
 533                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 534                             buf);
 535                         usage(B_FALSE);
 536                 }
 537                 val = (uint64_t)fval;
 538         } else {
 539                 int shift = str2shift(end);
 540                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 541                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 542                             buf);
 543                         usage(B_FALSE);
 544                 }
 545                 val <<= shift;
 546         }
 547         return (val);
 548 }
 549
 550 static void
 551 usage(boolean_t requested)
 552 {
 553         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 554
 555         char nice_vdev_size[10];
 556         char nice_gang_bang[10];
 557         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 558
 559         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 560         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 561
 562         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 563             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 564             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 565             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 566             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 567             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 568             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 569             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 570             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 571             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 572             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 573             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 574             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 575             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 576             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 577             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 578             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 579             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 580             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 581             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 582             "\t[-h] (print help)\n"
 583             "",
 584             zo->zo_pool,
 585             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 586             nice_vdev_size,                             /* -s */
 587             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 588             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 589             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 590             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 591             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 592             zo->zo_threads,                             /* -t */
 593             nice_gang_bang,                             /* -g */
 594             zo->zo_init,                                /* -i */
 595             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 596             zo->zo_pool,                                /* -p */
 597             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 598             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 599             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 600             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 601         exit(requested ? 0 : 1);
 602 }
 603
 604 static void
 605 process_options(int argc, char **argv)
 606 {
 607         char *path;
 608         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 609
 610         int opt;
 611         uint64_t value;
 612         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 613
 614         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 615
 616         while ((opt = getopt(argc, argv,
 617             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 618                 value = 0;
 619                 switch (opt) {
 620                 case 'v':
 621                 case 's':
 622                 case 'a':
 623                 case 'm':
 624                 case 'r':
 625                 case 'R':
 626                 case 'd':
 627                 case 't':
 628                 case 'g':
 629                 case 'i':
 630                 case 'k':
 631                 case 'T':
 632                 case 'P':
 633                 case 'F':
 634                         value = nicenumtoull(optarg);
 635                 }
 636                 switch (opt) {
 637                 case 'v':
 638                         zo->zo_vdevs = value;
 639                         break;
 640                 case 's':
 641                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 642                         break;
 643                 case 'a':
 644                         zo->zo_ashift = value;
 645                         break;
 646                 case 'm':
 647                         zo->zo_mirrors = value;
 648                         break;
 649                 case 'r':
 650                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 651                         break;
 652                 case 'R':
 653                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 654                         break;
 655                 case 'd':
 656                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 657                         break;
 658                 case 't':
 659                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 660                         break;
 661                 case 'g':
 662                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 663                             value);
 664                         break;
 665                 case 'i':
 666                         zo->zo_init = value;
 667                         break;
 668                 case 'k':
 669                         zo->zo_killrate = value;
 670                         break;
 671                 case 'p':
 672                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 673                             sizeof (zo->zo_pool));
 674                         break;
 675                 case 'f':
 676                         path = realpath(optarg, NULL);
 677                         if (path == NULL) {
 678                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 679                                     optarg, strerror(errno));
 680                                 usage(B_FALSE);
 681                         } else {
 682                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 683                                     sizeof (zo->zo_dir));
 684                         }
 685                         break;
 686                 case 'V':
 687                         zo->zo_verbose++;
 688                         break;
 689                 case 'E':
 690                         zo->zo_init = 0;
 691                         break;
 692                 case 'T':
 693                         zo->zo_time = value;
 694                         break;
 695                 case 'P':
 696                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 697                         break;
 698                 case 'F':
 699                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 700                         break;
 701                 case 'B':
 702                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 703                         break;
 704                 case 'h':
 705                         usage(B_TRUE);
 706                         break;
 707                 case '?':
 708                 default:
 709                         usage(B_FALSE);
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713
 714         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 715
 716         zo->zo_vdevtime =
 717             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 718             UINT64_MAX >> 2);
 719
 720         if (strlen(altdir) > 0) {
 721                 char *cmd;
 722                 char *realaltdir;
 723                 char *bin;
 724                 char *ztest;
 725                 char *isa;
 726                 int isalen;
 727
 728                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 729                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 730
 731                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 732                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 733                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 734                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 735                             altdir);
 736                 }
 737                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 738
 739                 /*
 740                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 741                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 742                  * 32 or 64 bit binaries.
 743                  */
 744                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 745                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 746                 isa = bin + 9;
 747                 isalen = ztest - isa;
 748                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 749                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 750                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 751                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 752
 753                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 754                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 755                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 756                             zo->zo_alt_ztest);
 757                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 758                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 759                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 760                             zo->zo_alt_libpath);
 761                 }
 762
 763                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 764                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 765         }
 766 }
 767
 768 static void
 769 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 770 {
 771         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 772         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 773
 774         /*
 775          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 776          * See comment above spa_config_sync().
 777          */
 778         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 779         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 780         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 781
 782         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 783         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 784 }
 785
 786 static uint64_t
 787 ztest_random(uint64_t range)
 788 {
 789         uint64_t r;
 790
 791         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 792
 793         if (range == 0)
 794                 return (0);
 795
 796         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 797                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 798
 799         return (r % range);
 800 }
 801
 802 /* ARGSUSED */
 803 static void
 804 ztest_record_enospc(const char *s)
 805 {
 806         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 807 }
 808
 809 static uint64_t
 810 ztest_get_ashift(void)
 811 {
 812         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 813                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 814         return (ztest_opts.zo_ashift);
 815 }
 816
 817 static nvlist_t *
 818 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 819 {
 820         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 821         uint64_t vdev;
 822         nvlist_t *file;
 823
 824         if (ashift == 0)
 825                 ashift = ztest_get_ashift();
 826
 827         if (path == NULL) {
 828                 path = pathbuf;
 829
 830                 if (aux != NULL) {
 831                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 832                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 833                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 834                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 835                             aux, vdev);
 836                 } else {
 837                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 838                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 839                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 840                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 841                 }
 842         }
 843
 844         if (size != 0) {
 845                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 846                 if (fd == -1)
 847                         fatal(1, "can't open %s", path);
 848                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 849                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 850                 (void) close(fd);
 851         }
 852
 853         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 854         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 855         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 856         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 857
 858         return (file);
 859 }
 860
 861 static nvlist_t *
 862 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 863     uint64_t ashift, int r)
 864 {
 865         nvlist_t *raidz, **child;
 866         int c;
 867
 868         if (r < 2)
 869                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 870         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 871
 872         for (c = 0; c < r; c++)
 873                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 874
 875         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 876         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 877             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 878         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 879             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 880         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 881             child, r) == 0);
 882
 883         for (c = 0; c < r; c++)
 884                 nvlist_free(child[c]);
 885
 886         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 887
 888         return (raidz);
 889 }
 890
 891 static nvlist_t *
 892 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 893     uint64_t ashift, int r, int m)
 894 {
 895         nvlist_t *mirror, **child;
 896         int c;
 897
 898         if (m < 1)
 899                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 900
 901         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 902
 903         for (c = 0; c < m; c++)
 904                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 905
 906         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 907         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 908             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 909         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 910             child, m) == 0);
 911
 912         for (c = 0; c < m; c++)
 913                 nvlist_free(child[c]);
 914
 915         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 916
 917         return (mirror);
 918 }
 919
 920 static nvlist_t *
 921 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 922     int log, int r, int m, int t)
 923 {
 924         nvlist_t *root, **child;
 925         int c;
 926
 927         ASSERT(t > 0);
 928
 929         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 930
 931         for (c = 0; c < t; c++) {
 932                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 933                     r, m);
 934                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 935                     log) == 0);
 936         }
 937
 938         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 939         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 940         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 941             child, t) == 0);
 942
 943         for (c = 0; c < t; c++)
 944                 nvlist_free(child[c]);
 945
 946         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 947
 948         return (root);
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 953  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 954  */
 955 static uint64_t
 956 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 957 {
 958         uint64_t version = initial_version;
 959
 960         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 961                 version = version +
 962                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 963         }
 964
 965         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 966                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 967
 968         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 969         return (version);
 970 }
 971
 972 static int
 973 ztest_random_blocksize(void)
 974 {
 975         uint64_t block_shift;
 976         /*
 977          * Choose a block size >= the ashift.
 978          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
 979          */
 980         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
 981         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
 982                 maxbs = 20;
 983         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
 984         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
 985 }
 986
 987 static int
 988 ztest_random_ibshift(void)
 989 {
 990         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
 991             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
 992 }
 993
 994 static uint64_t
 995 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
 996 {
 997         uint64_t top;
 998         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 999         vdev_t *tvd;
1000
1001         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1002
1003         do {
1004                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1005                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1006         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1007             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1008
1009         return (top);
1010 }
1011
1012 static uint64_t
1013 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1014 {
1015         uint64_t value;
1016
1017         do {
1018                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1019         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1020
1021         return (value);
1022 }
1023
1024 static int
1025 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1026     boolean_t inherit)
1027 {
1028         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1029         const char *valname;
1030         char setpoint[MAXPATHLEN];
1031         uint64_t curval;
1032         int error;
1033
1034         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1035             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1036
1037         if (error == ENOSPC) {
1038                 ztest_record_enospc(FTAG);
1039                 return (error);
1040         }
1041         ASSERT0(error);
1042
1043         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1044
1045         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1046                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1047                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1048                     osname, propname, valname, setpoint);
1049         }
1050
1051         return (error);
1052 }
1053
1054 static int
1055 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1056 {
1057         spa_t *spa = ztest_spa;
1058         nvlist_t *props = NULL;
1059         int error;
1060
1061         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1062         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1063
1064         error = spa_prop_set(spa, props);
1065
1066         nvlist_free(props);
1067
1068         if (error == ENOSPC) {
1069                 ztest_record_enospc(FTAG);
1070                 return (error);
1071         }
1072         ASSERT0(error);
1073
1074         return (error);
1075 }
1076
1077 static void
1078 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1079 {
1080         rll->rll_writer = NULL;
1081         rll->rll_readers = 0;
1082         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1083         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1084 }
1085
1086 static void
1087 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1088 {
1089         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1090         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1091         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1092         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1093 }
1094
1095 static void
1096 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1097 {
1098         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1099
1100         if (type == RL_READER) {
1101                 while (rll->rll_writer != NULL)
1102                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1103                 rll->rll_readers++;
1104         } else {
1105                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1106                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1107                 rll->rll_writer = curthread;
1108         }
1109
1110         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1111 }
1112
1113 static void
1114 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1115 {
1116         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1117
1118         if (rll->rll_writer) {
1119                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1120                 rll->rll_writer = NULL;
1121         } else {
1122                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1123                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1124                 rll->rll_readers--;
1125         }
1126
1127         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1128                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1129
1130         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1131 }
1132
1133 static void
1134 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1135 {
1136         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1137
1138         ztest_rll_lock(rll, type);
1139 }
1140
1141 static void
1142 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1143 {
1144         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1145
1146         ztest_rll_unlock(rll);
1147 }
1148
1149 static rl_t *
1150 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1151     uint64_t size, rl_type_t type)
1152 {
1153         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1154         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1155         rl_t *rl;
1156
1157         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1158         rl->rl_object = object;
1159         rl->rl_offset = offset;
1160         rl->rl_size = size;
1161         rl->rl_lock = rll;
1162
1163         ztest_rll_lock(rll, type);
1164
1165         return (rl);
1166 }
1167
1168 static void
1169 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1170 {
1171         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1172
1173         ztest_rll_unlock(rll);
1174
1175         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1176 }
1177
1178 static void
1179 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1180 {
1181         zd->zd_os = os;
1182         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1183         zd->zd_shared = szd;
1184         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1185
1186         if (zd->zd_shared != NULL)
1187                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1188
1189         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1190         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1191
1192         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1193                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1194
1195         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1196                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1197 }
1198
1199 static void
1200 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1201 {
1202         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1203
1204         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1205                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1206
1207         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1208                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1209 }
1210
1211 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1212
1213 static uint64_t
1214 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1215 {
1216         uint64_t txg;
1217         int error;
1218
1219         /*
1220          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1221          */
1222         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1223         if (error) {
1224                 if (error == ERESTART) {
1225                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1226                         dmu_tx_wait(tx);
1227                 } else {
1228                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1229                         ztest_record_enospc(tag);
1230                 }
1231                 dmu_tx_abort(tx);
1232                 return (0);
1233         }
1234         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1235         ASSERT(txg != 0);
1236         return (txg);
1237 }
1238
1239 static void
1240 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1241 {
1242         uint64_t *ip = buf;
1243         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1244
1245         while (ip < ip_end)
1246                 *ip++ = value;
1247 }
1248
1249 static boolean_t
1250 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1251 {
1252         uint64_t *ip = buf;
1253         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1254         uint64_t diff = 0;
1255
1256         while (ip < ip_end)
1257                 diff |= (value - *ip++);
1258
1259         return (diff == 0);
1260 }
1261
1262 static void
1263 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1264     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1265 {
1266         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1267         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1268         bt->bt_object = object;
1269         bt->bt_offset = offset;
1270         bt->bt_gen = gen;
1271         bt->bt_txg = txg;
1272         bt->bt_crtxg = crtxg;
1273 }
1274
1275 static void
1276 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1277     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1278 {
1279         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1280         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1281         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1282         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1283         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1284         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1285         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1286 }
1287
1288 static ztest_block_tag_t *
1289 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1290 {
1291         dmu_object_info_t doi;
1292         ztest_block_tag_t *bt;
1293
1294         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1295         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1296         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1297         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1298
1299         return (bt);
1300 }
1301
1302 /*
1303  * ZIL logging ops
1304  */
1305
1306 #define lrz_type        lr_mode
1307 #define lrz_blocksize   lr_uid
1308 #define lrz_ibshift     lr_gid
1309 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1310 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1311
1312 static void
1313 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1314 {
1315         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1316         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1317         itx_t *itx;
1318
1319         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1320                 return;
1321
1322         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1323         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1324             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1325
1326         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1327 }
1328
1329 static void
1330 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1331 {
1332         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1333         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1334         itx_t *itx;
1335
1336         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1337                 return;
1338
1339         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1340         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1341             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1342
1343         itx->itx_oid = object;
1344         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1345 }
1346
1347 static void
1348 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1349 {
1350         itx_t *itx;
1351         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1352
1353         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1354                 return;
1355
1356         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1357                 write_state = WR_INDIRECT;
1358
1359         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1360             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1361
1362         if (write_state == WR_COPIED &&
1363             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1364             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1365                 zil_itx_destroy(itx);
1366                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1367                 write_state = WR_NEED_COPY;
1368         }
1369         itx->itx_private = zd;
1370         itx->itx_wr_state = write_state;
1371         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1372         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1373
1374         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1375             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1376
1377         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1378 }
1379
1380 static void
1381 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1382 {
1383         itx_t *itx;
1384
1385         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1386                 return;
1387
1388         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1389         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1390             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1391
1392         itx->itx_sync = B_FALSE;
1393         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1394 }
1395
1396 static void
1397 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1398 {
1399         itx_t *itx;
1400
1401         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1402                 return;
1403
1404         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1405         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1406             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1407
1408         itx->itx_sync = B_FALSE;
1409         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * ZIL replay ops
1414  */
1415 static int
1416 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1417 {
1418         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1419         objset_t *os = zd->zd_os;
1420         ztest_block_tag_t *bbt;
1421         dmu_buf_t *db;
1422         dmu_tx_t *tx;
1423         uint64_t txg;
1424         int error = 0;
1425
1426         if (byteswap)
1427                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1428
1429         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1430         ASSERT(name[0] != '\0');
1431
1432         tx = dmu_tx_create(os);
1433
1434         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1435
1436         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1437                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1438         } else {
1439                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1440         }
1441
1442         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1443         if (txg == 0)
1444                 return (ENOSPC);
1445
1446         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1447
1448         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1449                 if (lr->lr_foid == 0) {
1450                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1451                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1452                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1453                 } else {
1454                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1455                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1456                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1457                 }
1458         } else {
1459                 if (lr->lr_foid == 0) {
1460                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1461                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1462                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1463                 } else {
1464                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1465                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1466                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1467                 }
1468         }
1469
1470         if (error) {
1471                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1472                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1473                 dmu_tx_commit(tx);
1474                 return (error);
1475         }
1476
1477         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1478
1479         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1480                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1481                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1482
1483         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1484         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1485         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1486         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1487         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1488
1489         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1490             &lr->lr_foid, tx));
1491
1492         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1493
1494         dmu_tx_commit(tx);
1495
1496         return (0);
1497 }
1498
1499 static int
1500 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1501 {
1502         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1503         objset_t *os = zd->zd_os;
1504         dmu_object_info_t doi;
1505         dmu_tx_t *tx;
1506         uint64_t object, txg;
1507
1508         if (byteswap)
1509                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1510
1511         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1512         ASSERT(name[0] != '\0');
1513
1514         VERIFY3U(0, ==,
1515             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1516         ASSERT(object != 0);
1517
1518         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1519
1520         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1521
1522         tx = dmu_tx_create(os);
1523
1524         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1525         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1526
1527         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1528         if (txg == 0) {
1529                 ztest_object_unlock(zd, object);
1530                 return (ENOSPC);
1531         }
1532
1533         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1534                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1535         } else {
1536                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1537         }
1538
1539         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1540
1541         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1542
1543         dmu_tx_commit(tx);
1544
1545         ztest_object_unlock(zd, object);
1546
1547         return (0);
1548 }
1549
1550 static int
1551 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1552 {
1553         objset_t *os = zd->zd_os;
1554         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1555         uint64_t offset, length;
1556         ztest_block_tag_t *bt = data;
1557         ztest_block_tag_t *bbt;
1558         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1559         dmu_object_info_t doi;
1560         dmu_tx_t *tx;
1561         dmu_buf_t *db;
1562         arc_buf_t *abuf = NULL;
1563         rl_t *rl;
1564
1565         if (byteswap)
1566                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1567
1568         offset = lr->lr_offset;
1569         length = lr->lr_length;
1570
1571         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1572         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1573                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1574                 if (length < blocksize) {
1575                         offset -= offset % blocksize;
1576                         length = blocksize;
1577                 }
1578         }
1579
1580         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1581                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1582
1583         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1584                 bt = NULL;
1585
1586         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1587         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1588
1589         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1590
1591         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1592
1593         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1594         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1595         gen = bbt->bt_gen;
1596         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1597         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1598
1599         tx = dmu_tx_create(os);
1600
1601         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1602
1603         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1604             P2PHASE(offset, length) == 0)
1605                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1606
1607         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1608         if (txg == 0) {
1609                 if (abuf != NULL)
1610                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1611                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1612                 ztest_range_unlock(rl);
1613                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1614                 return (ENOSPC);
1615         }
1616
1617         if (bt != NULL) {
1618                 /*
1619                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1620                  * but not always, because we also want to verify correct
1621                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1622                  */
1623                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1624                 if (ztest_random(4) != 0) {
1625                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1626                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1627                         ztest_block_tag_t rbt;
1628
1629                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1630                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1631                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1632                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1633                                     offset, gen, txg, crtxg);
1634                         }
1635                 }
1636
1637                 /*
1638                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1639                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1640                  * open-context data, which may be different than the data
1641                  * as it was when the write was generated.
1642                  */
1643                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1644                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1645                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1646                             bt->bt_crtxg);
1647                 }
1648
1649                 /*
1650                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1651                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1652                  */
1653                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1654         }
1655
1656         if (abuf == NULL) {
1657                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1658         } else {
1659                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1660                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1661         }
1662
1663         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1664
1665         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1666
1667         dmu_tx_commit(tx);
1668
1669         ztest_range_unlock(rl);
1670         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1671
1672         return (0);
1673 }
1674
1675 static int
1676 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1677 {
1678         objset_t *os = zd->zd_os;
1679         dmu_tx_t *tx;
1680         uint64_t txg;
1681         rl_t *rl;
1682
1683         if (byteswap)
1684                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1685
1686         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1687         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1688             RL_WRITER);
1689
1690         tx = dmu_tx_create(os);
1691
1692         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1693
1694         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1695         if (txg == 0) {
1696                 ztest_range_unlock(rl);
1697                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1698                 return (ENOSPC);
1699         }
1700
1701         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1702             lr->lr_length, tx) == 0);
1703
1704         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1705
1706         dmu_tx_commit(tx);
1707
1708         ztest_range_unlock(rl);
1709         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1710
1711         return (0);
1712 }
1713
1714 static int
1715 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1716 {
1717         objset_t *os = zd->zd_os;
1718         dmu_tx_t *tx;
1719         dmu_buf_t *db;
1720         ztest_block_tag_t *bbt;
1721         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1722
1723         if (byteswap)
1724                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1725
1726         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1727
1728         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1729
1730         tx = dmu_tx_create(os);
1731         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1732
1733         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1734         if (txg == 0) {
1735                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1736                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1737                 return (ENOSPC);
1738         }
1739
1740         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1741         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1742         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1743         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1744
1745         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1746                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1747                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1748                 ASSERT(lrtxg != 0);
1749         } else {
1750                 /*
1751                  * Randomly change the size and increment the generation.
1752                  */
1753                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1754                     sizeof (*bbt);
1755                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1756                 ASSERT(lrtxg == 0);
1757         }
1758
1759         /*
1760          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1761          */
1762         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1763             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1764
1765         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1766
1767         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1768         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1769         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1770         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1771
1772         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1773
1774         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1775
1776         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1777
1778         dmu_tx_commit(tx);
1779
1780         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1781
1782         return (0);
1783 }
1784
1785 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1786         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1787         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1788         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1789         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1790         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1791         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1792         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1793         NULL,                   /* TX_LINK */
1794         NULL,                   /* TX_RENAME */
1795         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1796         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1797         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1798         NULL,                   /* TX_ACL */
1799         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1800         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1801         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1802         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1803         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1804         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1805         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1806 };
1807
1808 /*
1809  * ZIL get_data callbacks
1810  */
1811
1812 static void
1813 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1814 {
1815         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1816         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1817
1818         if (zgd->zgd_db)
1819                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1820
1821         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1822         ztest_object_unlock(zd, object);
1823
1824         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1825                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1826
1827         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1828 }
1829
1830 static int
1831 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1832 {
1833         ztest_ds_t *zd = arg;
1834         objset_t *os = zd->zd_os;
1835         uint64_t object = lr->lr_foid;
1836         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1837         uint64_t size = lr->lr_length;
1838         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1839         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1840         uint64_t crtxg;
1841         dmu_object_info_t doi;
1842         dmu_buf_t *db;
1843         zgd_t *zgd;
1844         int error;
1845
1846         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1847         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1848         if (error) {
1849                 ztest_object_unlock(zd, object);
1850                 return (error);
1851         }
1852
1853         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1854
1855         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1856                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1857                 ztest_object_unlock(zd, object);
1858                 return (ENOENT);
1859         }
1860
1861         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1862         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1863         db = NULL;
1864
1865         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1866         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1867         zgd->zgd_private = zd;
1868
1869         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1870                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1871                     RL_READER);
1872
1873                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1874                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1875                 ASSERT(error == 0);
1876         } else {
1877                 size = doi.doi_data_block_size;
1878                 if (ISP2(size)) {
1879                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1880                 } else {
1881                         ASSERT(offset < size);
1882                         offset = 0;
1883                 }
1884
1885                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1886                     RL_READER);
1887
1888                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1889                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1890
1891                 if (error == 0) {
1892                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1893                         if (obp) {
1894                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1895                                 *bp = *obp;
1896                         }
1897
1898                         zgd->zgd_db = db;
1899                         zgd->zgd_bp = bp;
1900
1901                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1902                         ASSERT(db->db_size == size);
1903
1904                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1905                             ztest_get_done, zgd);
1906
1907                         if (error == 0)
1908                                 return (0);
1909                 }
1910         }
1911
1912         ztest_get_done(zgd, error);
1913
1914         return (error);
1915 }
1916
1917 static void *
1918 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1919 {
1920         char *lr;
1921         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1922
1923         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1924
1925         if (name)
1926                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1927
1928         return (lr);
1929 }
1930
1931 void
1932 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1933 {
1934         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1935
1936         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1941  */
1942 static int
1943 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1944 {
1945         int missing = 0;
1946         int error;
1947
1948         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1949
1950         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1951                 od->od_object = 0;
1952                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1953                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1954                 if (error) {
1955                         ASSERT(error == ENOENT);
1956                         ASSERT(od->od_object == 0);
1957                         missing++;
1958                 } else {
1959                         dmu_buf_t *db;
1960                         ztest_block_tag_t *bbt;
1961                         dmu_object_info_t doi;
1962
1963                         ASSERT(od->od_object != 0);
1964                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1965
1966                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1967                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1968                             od->od_object, FTAG, &db));
1969                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1970                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1971                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1972                         od->od_type = doi.doi_type;
1973                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1974                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1975                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1976                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1977                 }
1978         }
1979
1980         return (missing);
1981 }
1982
1983 static int
1984 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1985 {
1986         int missing = 0;
1987
1988         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1989
1990         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1991                 if (missing) {
1992                         od->od_object = 0;
1993                         missing++;
1994                         continue;
1995                 }
1996
1997                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
1998
1999                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2000                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2001                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2002                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2003                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2004                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2005                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2006                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2007                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2008
2009                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2010                         ASSERT(missing == 0);
2011                         od->od_object = 0;
2012                         missing++;
2013                 } else {
2014                         od->od_object = lr->lr_foid;
2015                         od->od_type = od->od_crtype;
2016                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2017                         od->od_gen = od->od_crgen;
2018                         ASSERT(od->od_object != 0);
2019                 }
2020
2021                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2022         }
2023
2024         return (missing);
2025 }
2026
2027 static int
2028 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2029 {
2030         int missing = 0;
2031         int error;
2032
2033         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2034
2035         od += count - 1;
2036
2037         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2038                 if (missing) {
2039                         missing++;
2040                         continue;
2041                 }
2042
2043                 /*
2044                  * No object was found.
2045                  */
2046                 if (od->od_object == 0)
2047                         continue;
2048
2049                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2050
2051                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2052
2053                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2054                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2055                         missing++;
2056                 } else {
2057                         od->od_object = 0;
2058                 }
2059                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2060         }
2061
2062         return (missing);
2063 }
2064
2065 static int
2066 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2067     void *data)
2068 {
2069         lr_write_t *lr;
2070         int error;
2071
2072         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2073
2074         lr->lr_foid = object;
2075         lr->lr_offset = offset;
2076         lr->lr_length = size;
2077         lr->lr_blkoff = 0;
2078         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2079
2080         bcopy(data, lr + 1, size);
2081
2082         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2083
2084         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2085
2086         return (error);
2087 }
2088
2089 static int
2090 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2091 {
2092         lr_truncate_t *lr;
2093         int error;
2094
2095         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2096
2097         lr->lr_foid = object;
2098         lr->lr_offset = offset;
2099         lr->lr_length = size;
2100
2101         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2102
2103         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2104
2105         return (error);
2106 }
2107
2108 static int
2109 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2110 {
2111         lr_setattr_t *lr;
2112         int error;
2113
2114         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2115
2116         lr->lr_foid = object;
2117         lr->lr_size = 0;
2118         lr->lr_mode = 0;
2119
2120         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2121
2122         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2123
2124         return (error);
2125 }
2126
2127 static void
2128 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2129 {
2130         objset_t *os = zd->zd_os;
2131         dmu_tx_t *tx;
2132         uint64_t txg;
2133         rl_t *rl;
2134
2135         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2136
2137         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2138         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2139
2140         tx = dmu_tx_create(os);
2141
2142         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2143
2144         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2145
2146         if (txg != 0) {
2147                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2148                 dmu_tx_commit(tx);
2149                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2150         } else {
2151                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2152         }
2153
2154         ztest_range_unlock(rl);
2155         ztest_object_unlock(zd, object);
2156 }
2157
2158 static void
2159 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2160 {
2161         int err;
2162         ztest_block_tag_t wbt;
2163         dmu_object_info_t doi;
2164         enum ztest_io_type io_type;
2165         uint64_t blocksize;
2166         void *data;
2167
2168         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2169         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2170         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2171
2172         /*
2173          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2174          */
2175         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2176         if (ztest_random(2) == 0)
2177                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2178
2179         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2180
2181         switch (io_type) {
2182
2183         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2184                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2185                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2186                 break;
2187
2188         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2189                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2190                 if (ztest_random(2) == 0) {
2191                         /*
2192                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2193                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2194                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2195                          */
2196                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2197                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2198                 }
2199                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2200                 break;
2201
2202         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2203                 bzero(data, blocksize);
2204                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2205                 break;
2206
2207         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2208                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2209                 break;
2210
2211         case ZTEST_IO_SETATTR:
2212                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2213                 break;
2214
2215         case ZTEST_IO_REWRITE:
2216                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2217                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2218                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2219                     B_FALSE);
2220                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2221                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2222                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2223                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2224                     B_FALSE);
2225                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2226                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2227
2228                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2229                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2230
2231                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2232                 break;
2233         }
2234
2235         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2236
2237         umem_free(data, blocksize);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Initialize an object description template.
2242  */
2243 static void
2244 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2245     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2246 {
2247         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2248         od->od_object = 0;
2249
2250         od->od_crtype = type;
2251         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2252         od->od_crgen = gen;
2253
2254         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2255         od->od_blocksize = 0;
2256         od->od_gen = 0;
2257
2258         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2259             tag, (int64_t)id, index);
2260 }
2261
2262 /*
2263  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2264  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2265  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2266  * use the existing objects.
2267  */
2268 static int
2269 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2270 {
2271         int count = size / sizeof (*od);
2272         int rv = 0;
2273
2274         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2275         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2276             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2277             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2278                 rv = -1;
2279         zd->zd_od = od;
2280         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2281
2282         return (rv);
2283 }
2284
2285 /* ARGSUSED */
2286 void
2287 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2288 {
2289         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2290
2291         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2292
2293         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2294
2295         /*
2296          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2297          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2298          * will verify that the log really does contain this record.
2299          */
2300         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2301         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2302         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2303         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2304         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2305
2306         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2307 }
2308
2309 /*
2310  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2311  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2312  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2313  */
2314 /* ARGSUSED */
2315 void
2316 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2317 {
2318         objset_t *os = zd->zd_os;
2319
2320         /*
2321          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2322          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2323          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2324          */
2325         VERIFY0(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock));
2326         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2327
2328         /* zfsvfs_teardown() */
2329         zil_close(zd->zd_zilog);
2330
2331         /* zfsvfs_setup() */
2332         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2333         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2334
2335         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2336         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2341  * or create a pool with a bad vdev spec.
2342  */
2343 /* ARGSUSED */
2344 void
2345 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2346 {
2347         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2348         spa_t *spa;
2349         nvlist_t *nvroot;
2350
2351         /*
2352          * Attempt to create using a bad file.
2353          */
2354         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2355         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2356             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2357         nvlist_free(nvroot);
2358
2359         /*
2360          * Attempt to create using a bad mirror.
2361          */
2362         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2363         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2364             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2365         nvlist_free(nvroot);
2366
2367         /*
2368          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2369          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2370          */
2371         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2372         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2373         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2374         nvlist_free(nvroot);
2375         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2376         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2377         spa_close(spa, FTAG);
2378
2379         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2380 }
2381
2382 /* ARGSUSED */
2383 void
2384 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2385 {
2386         spa_t *spa;
2387         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2388         uint64_t version, newversion;
2389         nvlist_t *nvroot, *props;
2390         char *name;
2391
2392         VERIFY0(mutex_lock(&ztest_vdev_lock));
2393         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2394
2395         /*
2396          * Clean up from previous runs.
2397          */
2398         (void) spa_destroy(name);
2399
2400         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2401             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2402
2403         /*
2404          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2405          * the initial version is capable of supporting that feature.
2406          */
2407         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2408         case 0:
2409         case 1:
2410                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2411                 break;
2412         case 2:
2413                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2414                 break;
2415         case 3:
2416                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2417                 break;
2418         }
2419
2420         /*
2421          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2422          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2423          */
2424         do {
2425                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2426         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2427
2428         props = fnvlist_alloc();
2429         fnvlist_add_uint64(props,
2430             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2431         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2432         fnvlist_free(nvroot);
2433         fnvlist_free(props);
2434
2435         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2436         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2437         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2438
2439         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2440                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2441                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2442         }
2443
2444         spa_upgrade(spa, newversion);
2445         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2446         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2447             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2448         spa_close(spa, FTAG);
2449
2450         strfree(name);
2451         VERIFY0(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock));
2452 }
2453
2454 static vdev_t *
2455 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2456 {
2457         vdev_t *mvd;
2458
2459         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2460                 return (vd);
2461
2462         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2463                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2464                     NULL)
2465                         return (mvd);
2466
2467         return (NULL);
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2472  */
2473 int
2474 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2475 {
2476         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2477         int c;
2478
2479         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2480
2481         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2482                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2483
2484                 if (cvd->vdev_ishole)
2485                         break;
2486         }
2487         return (c);
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Verify that vdev_add() works as expected.
2492  */
2493 /* ARGSUSED */
2494 void
2495 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2496 {
2497         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2498         spa_t *spa = ztest_spa;
2499         uint64_t leaves;
2500         uint64_t guid;
2501         nvlist_t *nvroot;
2502         int error;
2503
2504         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2505         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2506
2507         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2508
2509         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2510
2511         /*
2512          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2513          */
2514         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2515                 /*
2516                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2517                  */
2518                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2519
2520                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2521
2522                 /*
2523                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2524                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2525                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2526                  * grab a reference on the dataset which may cause
2527                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2528                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2529                  */
2530                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2531                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2532                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2533
2534                 if (error && error != EEXIST)
2535                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2536         } else {
2537                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2538
2539                 /*
2540                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2541                  */
2542                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2543                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2544                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2545                     zs->zs_mirrors, 1);
2546
2547                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2548                 nvlist_free(nvroot);
2549
2550                 if (error == ENOSPC)
2551                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2552                 else if (error != 0)
2553                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2554         }
2555
2556         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2561  */
2562 /* ARGSUSED */
2563 void
2564 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2565 {
2566         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2567         spa_t *spa = ztest_spa;
2568         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2569         spa_aux_vdev_t *sav;
2570         char *aux;
2571         uint64_t guid = 0;
2572         int error;
2573
2574         if (ztest_random(2) == 0) {
2575                 sav = &spa->spa_spares;
2576                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2577         } else {
2578                 sav = &spa->spa_l2cache;
2579                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2580         }
2581
2582         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2583
2584         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2585
2586         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2587                 /*
2588                  * Pick a random device to remove.
2589                  */
2590                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2591         } else {
2592                 /*
2593                  * Find an unused device we can add.
2594                  */
2595                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2596                 for (;;) {
2597                         char path[MAXPATHLEN];
2598                         int c;
2599                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2600                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2601                             zs->zs_vdev_aux);
2602                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2603                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2604                                     path) == 0)
2605                                         break;
2606                         if (c == sav->sav_count &&
2607                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2608                                 break;
2609                         zs->zs_vdev_aux++;
2610                 }
2611         }
2612
2613         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2614
2615         if (guid == 0) {
2616                 /*
2617                  * Add a new device.
2618                  */
2619                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2620                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2621                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2622                 if (error != 0)
2623                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2624                 nvlist_free(nvroot);
2625         } else {
2626                 /*
2627                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2628                  * vdev state first to make sure we handle removal
2629                  * of devices that have pending state changes.
2630                  */
2631                 if (ztest_random(2) == 0)
2632                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2633
2634                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2635                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2636                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2637         }
2638
2639         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2640 }
2641
2642 /*
2643  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2644  */
2645 /* ARGSUSED */
2646 void
2647 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2648 {
2649         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2650         spa_t *spa = ztest_spa;
2651         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2652         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2653         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2654         int error = 0;
2655
2656         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2657
2658         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2659         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2660                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2661                 return;
2662         }
2663
2664         /* clean up the old pool, if any */
2665         (void) spa_destroy("splitp");
2666
2667         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2668
2669         /* generate a config from the existing config */
2670         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2671         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2672             &tree) == 0);
2673         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2674
2675         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2676             &children) == 0);
2677
2678         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2679         for (c = 0; c < children; c++) {
2680                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2681                 nvlist_t **mchild;
2682                 uint_t mchildren;
2683
2684                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2685                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2686                             0) == 0);
2687                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2688                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2689                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2690                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2691                         if (lastlogid == 0)
2692                                 lastlogid = schildren;
2693                         ++schildren;
2694                         continue;
2695                 }
2696                 lastlogid = 0;
2697                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2698                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2699                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2700         }
2701
2702         /* OK, create a config that can be used to split */
2703         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2704         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2705             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2706         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2707             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2708
2709         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2710         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2711
2712         for (c = 0; c < schildren; c++)
2713                 nvlist_free(schild[c]);
2714         free(schild);
2715         nvlist_free(split);
2716
2717         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2718
2719         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2720         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2721         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2722
2723         nvlist_free(config);
2724
2725         if (error == 0) {
2726                 (void) printf("successful split - results:\n");
2727                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2728                 show_pool_stats(spa);
2729                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2730                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2731                 ++zs->zs_splits;
2732                 --zs->zs_mirrors;
2733         }
2734         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2735
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Verify that we can attach and detach devices.
2740  */
2741 /* ARGSUSED */
2742 void
2743 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2744 {
2745         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2746         spa_t *spa = ztest_spa;
2747         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2748         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2749         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2750         nvlist_t *root;
2751         uint64_t leaves;
2752         uint64_t leaf, top;
2753         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2754         uint64_t oldguid, pguid;
2755         uint64_t oldsize, newsize;
2756         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2757         int replacing;
2758         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2759         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2760         int oldvd_is_log;
2761         int error, expected_error;
2762
2763         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2764         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2765
2766         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2767
2768         /*
2769          * Decide whether to do an attach or a replace.
2770          */
2771         replacing = ztest_random(2);
2772
2773         /*
2774          * Pick a random top-level vdev.
2775          */
2776         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2777
2778         /*
2779          * Pick a random leaf within it.
2780          */
2781         leaf = ztest_random(leaves);
2782
2783         /*
2784          * Locate this vdev.
2785          */
2786         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2787         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2788                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2789                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2790                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2791         }
2792         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2793                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2794                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2795                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2796         }
2797
2798         /*
2799          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2800          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2801          */
2802         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2803                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2804                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2805                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2806         }
2807
2808         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2809         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2810         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2811         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2812         pvd = oldvd->vdev_parent;
2813         pguid = pvd->vdev_guid;
2814
2815         /*
2816          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2817          */
2818         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2819                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2820                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2821                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2822                     error != ENOTSUP)
2823                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2824                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2825                 return;
2826         }
2827
2828         /*
2829          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2830          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2831          */
2832         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2833                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2834                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2835                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2836         } else {
2837                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2838                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2839                     top * leaves + leaf);
2840                 if (ztest_random(2) == 0)
2841                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2842                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2843         }
2844
2845         if (newvd) {
2846                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2847         } else {
2848                 /*
2849                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2850                  * If it's smaller, the attach should fail.
2851                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2852                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2853                  */
2854                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2855         }
2856
2857         /*
2858          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2859          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2860          *
2861          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2862          *
2863          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2864          */
2865         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2866             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2867             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2868             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2869                 expected_error = ENOTSUP;
2870         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2871                 expected_error = ENOTSUP;
2872         else if (newvd == oldvd)
2873                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2874         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2875                 expected_error = EBUSY;
2876         else if (newsize < oldsize)
2877                 expected_error = EOVERFLOW;
2878         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2879                 expected_error = EDOM;
2880         else
2881                 expected_error = 0;
2882
2883         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2884
2885         /*
2886          * Build the nvlist describing newpath.
2887          */
2888         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2889             ashift, 0, 0, 0, 1);
2890
2891         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2892
2893         nvlist_free(root);
2894
2895         /*
2896          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2897          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2898          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2899          */
2900         if (expected_error == ENOTSUP &&
2901             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2902                 expected_error = error;
2903
2904         /*
2905          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2906          */
2907         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2908                 expected_error = error;
2909
2910         /* XXX workaround 6690467 */
2911         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2912                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2913                     "returned %d, expected %d",
2914                     oldpath, oldsize, newpath,
2915                     newsize, replacing, error, expected_error);
2916         }
2917
2918         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2923  */
2924 vdev_t *
2925 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2926 {
2927         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2928         size_t *newsize = arg;
2929         size_t fsize;
2930         int fd;
2931
2932         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2933         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2934
2935         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2936                 return (vd);
2937
2938         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2939         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2940
2941         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2942                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2943                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2944         }
2945         (void) close(fd);
2946         return (NULL);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2951  */
2952 /* ARGSUSED */
2953 vdev_t *
2954 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2955 {
2956         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2957         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2958         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2959         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2960         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2961         int error;
2962
2963         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2964         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2965
2966         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2967         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2968         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2969         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2970
2971         /*
2972          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2973          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2974          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2975          */
2976         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2977                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2978                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2979                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2980                 }
2981                 return (vd);
2982         }
2983         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2984
2985         /*
2986          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2987          * still talking to the original vdev. It's possible this
2988          * vdev may have been detached/replaced while we were
2989          * trying to online it.
2990          */
2991         if (generation != spa->spa_config_generation) {
2992                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2993                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
2994                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
2995                             "got gen %llu\n",
2996                             (u_longlong_t)guid,
2997                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
2998                             (u_longlong_t)generation,
2999                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3000                 }
3001                 return (vd);
3002         }
3003         return (NULL);
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3008  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3009  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3010  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3011  * leaf vdev we encounter.
3012  */
3013 vdev_t *
3014 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3015 {
3016         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3017                 if (func == NULL)
3018                         return (vd);
3019                 else
3020                         return (func(vd, arg));
3021         }
3022
3023         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3024                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3025                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3026                         return (cvd);
3027         }
3028         return (NULL);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3033  */
3034 /* ARGSUSED */
3035 void
3036 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3037 {
3038         spa_t *spa = ztest_spa;
3039         vdev_t *vd, *tvd;
3040         metaslab_class_t *mc;
3041         metaslab_group_t *mg;
3042         size_t psize, newsize;
3043         uint64_t top;
3044         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3045
3046         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3047         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3048
3049         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3050
3051         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3052         mg = tvd->vdev_mg;
3053         mc = mg->mg_class;
3054         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3055         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3056
3057         /*
3058          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3059          * our top-level device.
3060          */
3061         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3062         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3063         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3064
3065         psize = vd->vdev_psize;
3066
3067         /*
3068          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3069          * original size, and it has a valid psize.
3070          */
3071         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3072             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3073                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3074                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3075                 return;
3076         }
3077         ASSERT(psize > 0);
3078         newsize = psize + psize / 8;
3079         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3080
3081         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3082                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3083                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3084         }
3085
3086         /*
3087          * Growing the vdev is a two step process:
3088          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3089          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3090          */
3091         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3092             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3093             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3094                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3095                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3096                             "the vdev configuration changed.\n");
3097                 }
3098                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3099                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3100                 return;
3101         }
3102
3103         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3104
3105         /*
3106          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3107          * thus we must wait for the async thread to complete any
3108          * pending tasks before proceeding.
3109          */
3110         for (;;) {
3111                 boolean_t done;
3112                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3113                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3114                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3115                 if (done)
3116                         break;
3117                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3118                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3119         }
3120
3121         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3122
3123         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3124         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3125         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3126
3127         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3128                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3129                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3130                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3131                 }
3132                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3133                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3134                 return;
3135         }
3136
3137         /*
3138          * Make sure we were able to grow the vdev.
3139          */
3140         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3141                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3142                     old_ms_count, new_ms_count);
3143
3144         /*
3145          * Make sure we were able to grow the pool.
3146          */
3147         if (new_class_space <= old_class_space)
3148                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3149                     old_class_space, new_class_space);
3150
3151         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3152                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3153
3154                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3155                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3156                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3157                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3158         }
3159
3160         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3161         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3162 }
3163
3164 /*
3165  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3166  */
3167 /* ARGSUSED */
3168 static void
3169 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3170 {
3171         /*
3172          * Create the objects common to all ztest datasets.
3173          */
3174         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3175             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3176 }
3177
3178 static int
3179 ztest_dataset_create(char *dsname)
3180 {
3181         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3182         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3183             ztest_objset_create_cb, NULL);
3184
3185         if (err || zilset < 80)
3186                 return (err);
3187
3188         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3189                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3190         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3191             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3192 }
3193
3194 /* ARGSUSED */
3195 static int
3196 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3197 {
3198         objset_t *os;
3199         dmu_object_info_t doi;
3200         int error;
3201
3202         /*
3203          * Verify that the dataset contains a directory object.
3204          */
3205         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3206         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3207         if (error != ENOENT) {
3208                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3209                 ASSERT0(error);
3210                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3211                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3212         }
3213         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3214
3215         /*
3216          * Destroy the dataset.
3217          */
3218         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3219                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3220         } else {
3221                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3222         }
3223         return (0);
3224 }
3225
3226 static boolean_t
3227 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3228 {
3229         char snapname[MAXNAMELEN];
3230         int error;
3231
3232         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3233
3234         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3235         if (error == ENOSPC) {
3236                 ztest_record_enospc(FTAG);
3237                 return (B_FALSE);
3238         }
3239         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3240                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3241                     snapname, error);
3242         }
3243         return (B_TRUE);
3244 }
3245
3246 static boolean_t
3247 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3248 {
3249         char snapname[MAXNAMELEN];
3250         int error;
3251
3252         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3253             (u_longlong_t)id);
3254
3255         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3256         if (error != 0 && error != ENOENT)
3257                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3258         return (B_TRUE);
3259 }
3260
3261 /* ARGSUSED */
3262 void
3263 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3264 {
3265         ztest_ds_t zdtmp;
3266         int iters;
3267         int error;
3268         objset_t *os, *os2;
3269         char name[MAXNAMELEN];
3270         zilog_t *zilog;
3271
3272         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3273
3274         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3275             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3276
3277         /*
3278          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3279          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3280          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3281          */
3282         if (ztest_random(2) == 0 &&
3283             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3284                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3285                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3286                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3287                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3288         }
3289
3290         /*
3291          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3292          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3293          * and all of its snapshots.
3294          */
3295         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3296             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3297
3298         /*
3299          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3300          */
3301         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3302             FTAG, &os));
3303
3304         /*
3305          * Verify that we can create a new dataset.
3306          */
3307         error = ztest_dataset_create(name);
3308         if (error) {
3309                 if (error == ENOSPC) {
3310                         ztest_record_enospc(FTAG);
3311                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3312                         return;
3313                 }
3314                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3315         }
3316
3317         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3318
3319         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3320
3321         /*
3322          * Open the intent log for it.
3323          */
3324         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3325
3326         /*
3327          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3328          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3329          */
3330         iters = ztest_random(5);
3331         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3332                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3333                 if (ztest_random(iters) == 0)
3334                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3335         }
3336
3337         /*
3338          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3339          */
3340         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3341             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3342
3343         /*
3344          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3345          */
3346         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3347         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3348
3349         /*
3350          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3351          */
3352         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3353             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3354
3355         zil_close(zilog);
3356         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3357         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3358
3359         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3360 }
3361
3362 /*
3363  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3364  */
3365 void
3366 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3367 {
3368         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3369         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3370         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3371         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3376  */
3377 void
3378 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3379 {
3380         char snap1name[MAXNAMELEN];
3381         char clone1name[MAXNAMELEN];
3382         char snap2name[MAXNAMELEN];
3383         char clone2name[MAXNAMELEN];
3384         char snap3name[MAXNAMELEN];
3385         int error;
3386
3387         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3388         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3389         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3390         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3391         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3392
3393         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3394         if (error && error != ENOENT)
3395                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3396         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3397         if (error && error != ENOENT)
3398                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3399         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3400         if (error && error != ENOENT)
3401                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3402         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3403         if (error && error != ENOENT)
3404                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3405         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3406         if (error && error != ENOENT)
3407                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3412  */
3413 void
3414 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3415 {
3416         objset_t *os;
3417         char snap1name[MAXNAMELEN];
3418         char clone1name[MAXNAMELEN];
3419         char snap2name[MAXNAMELEN];
3420         char clone2name[MAXNAMELEN];
3421         char snap3name[MAXNAMELEN];
3422         char *osname = zd->zd_name;
3423         int error;
3424
3425         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3426
3427         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3428
3429         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3430         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3431         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3432         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3433         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3434
3435         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3436         if (error && error != EEXIST) {
3437                 if (error == ENOSPC) {
3438                         ztest_record_enospc(FTAG);
3439                         goto out;
3440                 }
3441                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3442         }
3443
3444         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3445         if (error) {
3446                 if (error == ENOSPC) {
3447                         ztest_record_enospc(FTAG);
3448                         goto out;
3449                 }
3450                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3451         }
3452
3453         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 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", snap2name, error);
3460         }
3461
3462         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3463         if (error && error != EEXIST) {
3464                 if (error == ENOSPC) {
3465                         ztest_record_enospc(FTAG);
3466                         goto out;
3467                 }
3468                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3469         }
3470
3471         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3472         if (error) {
3473                 if (error == ENOSPC) {
3474                         ztest_record_enospc(FTAG);
3475                         goto out;
3476                 }
3477                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3478         }
3479
3480         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3481         if (error)
3482                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3483         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3484         if (error == ENOSPC) {
3485                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3486                 ztest_record_enospc(FTAG);
3487                 goto out;
3488         }
3489         if (error != EBUSY)
3490                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3491                     error);
3492         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3493
3494 out:
3495         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3496
3497         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3502  */
3503 void
3504 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3505 {
3506         ztest_od_t od[4];
3507         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3508
3509         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3510                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3511
3512         /*
3513          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3514          * and do some I/O on the new objects.
3515          */
3516         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3517                 return;
3518
3519         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3520                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3521                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3522 }
3523
3524 /*
3525  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3526  */
3527 void
3528 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3529 {
3530         objset_t *os = zd->zd_os;
3531         ztest_od_t od[2];
3532         dmu_tx_t *tx;
3533         int i, freeit, error;
3534         uint64_t n, s, txg;
3535         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3536         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3537         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3538         uint64_t regions = 997;
3539         uint64_t stride = 123456789ULL;
3540         uint64_t width = 40;
3541         int free_percent = 5;
3542
3543         /*
3544          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3545          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3546          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3547          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3548          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3549          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3550          *
3551          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3552          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3553          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3554          *
3555          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3556          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3557          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3558          *
3559          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3560          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3561          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3562          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3563          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3564          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3565          */
3566
3567         /*
3568          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3569          */
3570         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3571         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3572
3573         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3574                 return;
3575
3576         bigobj = od[0].od_object;
3577         packobj = od[1].od_object;
3578         chunksize = od[0].od_gen;
3579         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3580
3581         /*
3582          * Prefetch a random chunk of the big object.
3583          * Our aim here is to get some async reads in flight
3584          * for blocks that we may free below; the DMU should
3585          * handle this race correctly.
3586          */
3587         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3588         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3589         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3590
3591         /*
3592          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3593          */
3594         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3595         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3596
3597         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3598         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3599
3600         bigoff = n * chunksize;
3601         bigsize = s * chunksize;
3602
3603         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3604         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3605
3606         /*
3607          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3608          * overwriting it.
3609          */
3610         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3611
3612         /*
3613          * Read the current contents of our objects.
3614          */
3615         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3616             DMU_READ_PREFETCH);
3617         ASSERT0(error);
3618         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3619             DMU_READ_PREFETCH);
3620         ASSERT0(error);
3621
3622         /*
3623          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3624          */
3625         tx = dmu_tx_create(os);
3626
3627         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3628
3629         if (freeit)
3630                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3631         else
3632                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3633
3634         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3635         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3636
3637         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3638         if (txg == 0) {
3639                 umem_free(packbuf, packsize);
3640                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3641                 return;
3642         }
3643
3644         enum zio_checksum cksum;
3645         do {
3646                 cksum = (enum zio_checksum)
3647                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3648         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3649         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3650
3651         enum zio_compress comp;
3652         do {
3653                 comp = (enum zio_compress)
3654                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3655         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3656         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3657
3658         /*
3659          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3660          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3661          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3662          * with the new values we want to write out.
3663          */
3664         for (i = 0; i < s; i++) {
3665                 /* LINTED */
3666                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3667                 /* LINTED */
3668                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3669                 /* LINTED */
3670                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3671
3672                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3673                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3674
3675                 if (pack->bw_txg > txg)
3676                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3677                             pack->bw_txg, txg);
3678
3679                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3680                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3681                             pack->bw_index, n, i);
3682
3683                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3684                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3685
3686                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3687                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3688
3689                 if (freeit) {
3690                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3691                 } else {
3692                         pack->bw_index = n + i;
3693                         pack->bw_txg = txg;
3694                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3695                 }
3696                 *bigH = *pack;
3697                 *bigT = *pack;
3698         }
3699
3700         /*
3701          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3702          * Now write them out.
3703          */
3704         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3705
3706         if (freeit) {
3707                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3708                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3709                             " txg %llx\n",
3710                             (u_longlong_t)bigoff,
3711                             (u_longlong_t)bigsize,
3712                             (u_longlong_t)txg);
3713                 }
3714                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3715         } else {
3716                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3717                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3718                             " txg %llx\n",
3719                             (u_longlong_t)bigoff,
3720                             (u_longlong_t)bigsize,
3721                             (u_longlong_t)txg);
3722                 }
3723                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3724         }
3725
3726         dmu_tx_commit(tx);
3727
3728         /*
3729          * Sanity check the stuff we just wrote.
3730          */
3731         {
3732                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3733                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3734
3735                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3736                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3737                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3738                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3739
3740                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3741                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3742
3743                 umem_free(packcheck, packsize);
3744                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3745         }
3746
3747         umem_free(packbuf, packsize);
3748         umem_free(bigbuf, bigsize);
3749 }
3750
3751 void
3752 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3753     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3754 {
3755         uint64_t i;
3756         bufwad_t *pack;
3757         bufwad_t *bigH;
3758         bufwad_t *bigT;
3759
3760         /*
3761          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3762          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3763          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3764          * with the new values we want to write out.
3765          */
3766         for (i = 0; i < s; i++) {
3767                 /* LINTED */
3768                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3769                 /* LINTED */
3770                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3771                 /* LINTED */
3772                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3773
3774                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3775                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3776
3777                 if (pack->bw_txg > txg)
3778                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3779                             pack->bw_txg, txg);
3780
3781                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3782                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3783                             pack->bw_index, n, i);
3784
3785                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3786                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3787
3788                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3789                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3790
3791                 pack->bw_index = n + i;
3792                 pack->bw_txg = txg;
3793                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3794
3795                 *bigH = *pack;
3796                 *bigT = *pack;
3797         }
3798 }
3799
3800 void
3801 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3802 {
3803         objset_t *os = zd->zd_os;
3804         ztest_od_t od[2];
3805         dmu_tx_t *tx;
3806         uint64_t i;
3807         int error;
3808         uint64_t n, s, txg;
3809         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3810         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3811         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3812         uint64_t chunksize = blocksize;
3813         uint64_t regions = 997;
3814         uint64_t stride = 123456789ULL;
3815         uint64_t width = 9;
3816         dmu_buf_t *bonus_db;
3817         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3818         dmu_object_info_t doi;
3819
3820         /*
3821          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3822          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3823          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3824          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3825          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3826          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3827          *
3828          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3829          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3830          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3831          *
3832          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3833          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3834          */
3835
3836         /*
3837          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3838          */
3839         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3840         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3841
3842         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3843                 return;
3844
3845         bigobj = od[0].od_object;
3846         packobj = od[1].od_object;
3847         blocksize = od[0].od_blocksize;
3848         chunksize = blocksize;
3849         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3850
3851         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3852         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3853         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3854         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3855
3856         /*
3857          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3858          */
3859         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3860         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3861
3862         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3863         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3864
3865         bigoff = n * chunksize;
3866         bigsize = s * chunksize;
3867
3868         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3869         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3870
3871         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3872
3873         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3874
3875         /*
3876          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3877          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3878          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3879          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3880          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3881          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3882          * Iteration 6 one more zcopy write.
3883          */
3884         for (i = 0; i < 7; i++) {
3885                 uint64_t j;
3886                 uint64_t off;
3887
3888                 /*
3889                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3890                  * that don't match bigobj blksz to test
3891                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3892                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3893                  */
3894                 for (j = 0; j < s; j++) {
3895                         if (i != 5) {
3896                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3897                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3898                         } else {
3899                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3900                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3901                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3902                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3903                         }
3904                 }
3905
3906                 /*
3907                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3908                  */
3909                 tx = dmu_tx_create(os);
3910
3911                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3912                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3913
3914                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3915                 if (txg == 0) {
3916                         umem_free(packbuf, packsize);
3917                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3918                         for (j = 0; j < s; j++) {
3919                                 if (i != 5) {
3920                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3921                                 } else {
3922                                         dmu_return_arcbuf(
3923                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3924                                         dmu_return_arcbuf(
3925                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3926                                 }
3927                         }
3928                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3929                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3930                         return;
3931                 }
3932
3933                 /*
3934                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3935                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3936                  * existing dbufs for the specified offsets.
3937                  */
3938                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3939                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3940                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3941                         ASSERT0(error);
3942                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3943                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3944                         ASSERT0(error);
3945                 }
3946                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3947                     n, chunksize, txg);
3948
3949                 /*
3950                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3951                  * Now write them out.
3952                  */
3953                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3954                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3955                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3956                             " txg %llx\n",
3957                             (u_longlong_t)bigoff,
3958                             (u_longlong_t)bigsize,
3959                             (u_longlong_t)txg);
3960                 }
3961                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3962                         dmu_buf_t *dbt;
3963                         if (i != 5) {
3964                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3965                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3966                         } else {
3967                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3968                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3969                                     chunksize / 2);
3970                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3971                                     chunksize / 2,
3972                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3973                                     chunksize / 2);
3974                         }
3975
3976                         if (i == 1) {
3977                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3978                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3979                         }
3980                         if (i != 5) {
3981                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3982                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3983                         } else {
3984                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3985                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
3986                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
3987                                     off + chunksize / 2,
3988                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
3989                         }
3990                         if (i == 1) {
3991                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
3992                         }
3993                 }
3994                 dmu_tx_commit(tx);
3995
3996                 /*
3997                  * Sanity check the stuff we just wrote.
3998                  */
3999                 {
4000                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4001                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4002
4003                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4004                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4005                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4006                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4007
4008                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4009                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4010
4011                         umem_free(packcheck, packsize);
4012                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4013                 }
4014                 if (i == 2) {
4015                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4016                 } else if (i == 3) {
4017                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4018                 }
4019         }
4020
4021         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4022         umem_free(packbuf, packsize);
4023         umem_free(bigbuf, bigsize);
4024         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4025 }
4026
4027 /* ARGSUSED */
4028 void
4029 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4030 {
4031         ztest_od_t od[1];
4032         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4033             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4034
4035         /*
4036          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4037          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4038          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4039          */
4040         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4041
4042         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4043                 return;
4044
4045         while (ztest_random(10) != 0)
4046                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4047 }
4048
4049 void
4050 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4051 {
4052         ztest_od_t od[1];
4053         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4054             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4055         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4056         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4057         void *data;
4058
4059         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4060
4061         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4062                 return;
4063
4064         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4065                 return;
4066
4067         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4068
4069         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4070
4071         while (ztest_random(count) != 0) {
4072                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4073                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4074                     data) != 0)
4075                         break;
4076                 while (ztest_random(4) != 0)
4077                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4078         }
4079
4080         umem_free(data, blocksize);
4081 }
4082
4083 /*
4084  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4085  */
4086 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4087 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4088 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4089
4090 void
4091 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4092 {
4093         objset_t *os = zd->zd_os;
4094         ztest_od_t od[1];
4095         uint64_t object;
4096         uint64_t txg, last_txg;
4097         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4098         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4099         int i, ints;
4100         dmu_tx_t *tx;
4101         char propname[100], txgname[100];
4102         int error;
4103         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4104
4105         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4106
4107         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4108                 return;
4109
4110         object = od[0].od_object;
4111
4112         /*
4113          * Generate a known hash collision, and verify that
4114          * we can lookup and remove both entries.
4115          */
4116         tx = dmu_tx_create(os);
4117         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4118         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4119         if (txg == 0)
4120                 return;
4121         for (i = 0; i < 2; i++) {
4122                 value[i] = i;
4123                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4124                     1, &value[i], tx));
4125         }
4126         for (i = 0; i < 2; i++) {
4127                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4128                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4129                 VERIFY3U(0, ==,
4130                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4131                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4132                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4133         }
4134         for (i = 0; i < 2; i++) {
4135                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4136         }
4137         dmu_tx_commit(tx);
4138
4139         /*
4140          * Generate a buch of random entries.
4141          */
4142         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4143
4144         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4145         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4146         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4147         bzero(value, sizeof (value));
4148         last_txg = 0;
4149
4150         /*
4151          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4152          */
4153         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4154         if (error == 0) {
4155                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4156                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4157
4158                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4159                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4160
4161                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4162                     &zl_ints) == 0);
4163
4164                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4165                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4166
4167                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4168                     zl_ints, value) == 0);
4169
4170                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4171                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4172                 }
4173         } else {
4174                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4175         }
4176
4177         /*
4178          * Atomically update two entries in our zap object.
4179          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4180          * in which the property was last updated.  The second
4181          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4182          * should be txg + object + n.
4183          */
4184         tx = dmu_tx_create(os);
4185         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4186         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4187         if (txg == 0)
4188                 return;
4189
4190         if (last_txg > txg)
4191                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4192
4193         for (i = 0; i < ints; i++)
4194                 value[i] = txg + object + i;
4195
4196         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4197             1, &txg, tx));
4198         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4199             ints, value, tx));
4200
4201         dmu_tx_commit(tx);
4202
4203         /*
4204          * Remove a random pair of entries.
4205          */
4206         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4207         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4208         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4209
4210         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4211
4212         if (error == ENOENT)
4213                 return;
4214
4215         ASSERT0(error);
4216
4217         tx = dmu_tx_create(os);
4218         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4219         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4220         if (txg == 0)
4221                 return;
4222         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4223         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4224         dmu_tx_commit(tx);
4225 }
4226
4227 /*
4228  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4229  */
4230 void
4231 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4232 {
4233         objset_t *os = zd->zd_os;
4234         ztest_od_t od[1];
4235         uint64_t object, txg;
4236
4237         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4238
4239         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4240                 return;
4241
4242         object = od[0].od_object;
4243
4244         /*
4245          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4246          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4247          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4248          */
4249         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4250                 char name[MAXNAMELEN];
4251                 uint64_t value = i;
4252                 dmu_tx_t *tx;
4253                 int error;
4254
4255                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4256                     id, value);
4257
4258                 tx = dmu_tx_create(os);
4259                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4260                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4261                 if (txg == 0)
4262                         return;
4263                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4264                     &value, tx);
4265                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4266                 dmu_tx_commit(tx);
4267         }
4268 }
4269
4270 /* ARGSUSED */
4271 void
4272 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4273 {
4274         objset_t *os = zd->zd_os;
4275         ztest_od_t od[1];
4276         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4277         dmu_tx_t *tx;
4278         int i, namelen, error;
4279         int micro = ztest_random(2);
4280         char name[20], string_value[20];
4281         void *data;
4282
4283         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4284
4285         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4286                 return;
4287
4288         object = od[0].od_object;
4289
4290         /*
4291          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4292          * x is a random printable character and the dots are dots.
4293          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4294          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4295          */
4296         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4297
4298         for (i = 0; i < 3; i++)
4299                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4300         for (; i < namelen - 1; i++)
4301                 name[i] = '.';
4302         name[i] = '\0';
4303
4304         if ((namelen & 1) || micro) {
4305                 wsize = sizeof (txg);
4306                 wc = 1;
4307                 data = &txg;
4308         } else {
4309                 wsize = 1;
4310                 wc = namelen;
4311                 data = string_value;
4312         }
4313
4314         count = -1ULL;
4315         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4316         ASSERT(count != -1ULL);
4317
4318         /*
4319          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4320          */
4321         i = ztest_random(5);
4322
4323         if (i >= 2) {
4324                 tx = dmu_tx_create(os);
4325                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4326                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4327                 if (txg == 0)
4328                         return;
4329                 bcopy(name, string_value, namelen);
4330         } else {
4331                 tx = NULL;
4332                 txg = 0;
4333                 bzero(string_value, namelen);
4334         }
4335
4336         switch (i) {
4337
4338         case 0:
4339                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4340                 if (error == 0) {
4341                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4342                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4343                 } else {
4344                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4345                 }
4346                 break;
4347
4348         case 1:
4349                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4350                 if (error == 0) {
4351                         if (data == string_value &&
4352                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4353                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4354                                     name, data, namelen);
4355                 } else {
4356                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4357                 }
4358                 break;
4359
4360         case 2:
4361                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4362                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4363                 break;
4364
4365         case 3:
4366                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4367                 break;
4368
4369         case 4:
4370                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4371                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4372                 break;
4373         }
4374
4375         if (tx != NULL)
4376                 dmu_tx_commit(tx);
4377 }
4378
4379 /*
4380  * Commit callback data.
4381  */
4382 typedef struct ztest_cb_data {
4383         list_node_t             zcd_node;
4384         uint64_t                zcd_txg;
4385         int                     zcd_expected_err;
4386         boolean_t               zcd_added;
4387         boolean_t               zcd_called;
4388         spa_t                   *zcd_spa;
4389 } ztest_cb_data_t;
4390
4391 /* This is the actual commit callback function */
4392 static void
4393 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4394 {
4395         ztest_cb_data_t *data = arg;
4396         uint64_t synced_txg;
4397
4398         VERIFY(data != NULL);
4399         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4400         VERIFY(!data->zcd_called);
4401
4402         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4403         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4404                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4405                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4406                     synced_txg);
4407
4408         data->zcd_called = B_TRUE;
4409
4410         if (error == ECANCELED) {
4411                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4412                 ASSERT(!data->zcd_added);
4413
4414                 /*
4415                  * The private callback data should be destroyed here, but
4416                  * since we are going to check the zcd_called field after
4417                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4418                  */
4419                 return;
4420         }
4421
4422         /* Was this callback added to the global callback list? */
4423         if (!data->zcd_added)
4424                 goto out;
4425
4426         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4427
4428         /* Remove our callback from the list */
4429         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4430         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4431         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4432
4433 out:
4434         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4435 }
4436
4437 /* Allocate and initialize callback data structure */
4438 static ztest_cb_data_t *
4439 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4440 {
4441         ztest_cb_data_t *cb_data;
4442
4443         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4444
4445         cb_data->zcd_txg = txg;
4446         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4447
4448         return (cb_data);
4449 }
4450
4451 /*
4452  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4453  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4454  * implementation bug.
4455  */
4456 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4457
4458 /*
4459  * Commit callback test.
4460  */
4461 void
4462 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4463 {
4464         objset_t *os = zd->zd_os;
4465         ztest_od_t od[1];
4466         dmu_tx_t *tx;
4467         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4468         uint64_t old_txg, txg;
4469         int i, error;
4470
4471         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4472
4473         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4474                 return;
4475
4476         tx = dmu_tx_create(os);
4477
4478         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4479         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4480
4481         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4482
4483         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4484         if (ztest_random(100) == 0)
4485                 error = -1;
4486
4487         if (!error)
4488                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4489
4490         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4491
4492         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4493         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4494         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4495
4496         if (error) {
4497                 /*
4498                  * It's not a strict requirement to call the registered
4499                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4500                  * it's supposed to happen in the current implementation
4501                  * so we will check for that.
4502                  */
4503                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4504                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4505                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4506                 }
4507
4508                 dmu_tx_abort(tx);
4509
4510                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4511                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4512                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4513                 }
4514
4515                 return;
4516         }
4517
4518         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4519         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4520
4521         /*
4522          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4523          */
4524         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4525             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4526
4527         if (old_txg > txg)
4528                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4529                     old_txg, txg);
4530
4531         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4532
4533         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4534
4535         /*
4536          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4537          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4538          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4539          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4540          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4541          * implementation.
4542          *
4543          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4544          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4545          * implementation bug..
4546          */
4547         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4548         if (tmp_cb != NULL &&
4549             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4550                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4551                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4552         }
4553
4554         /*
4555          * Let's find the place to insert our callbacks.
4556          *
4557          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4558          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4559          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4560          * (from other objsets) may have sneaked in.
4561          */
4562         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4563         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4564                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4565
4566         /* Add the 3 callbacks to the list */
4567         for (i = 0; i < 3; i++) {
4568                 if (tmp_cb == NULL)
4569                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4570                 else
4571                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4572                             cb_data[i]);
4573
4574                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4575                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4576
4577                 tmp_cb = cb_data[i];
4578         }
4579
4580         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4581
4582         dmu_tx_commit(tx);
4583 }
4584
4585 /* ARGSUSED */
4586 void
4587 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4588 {
4589         zfs_prop_t proplist[] = {
4590                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4591                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4592                 ZFS_PROP_COPIES,
4593                 ZFS_PROP_DEDUP
4594         };
4595
4596         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4597
4598         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4599                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4600                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4601
4602         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4603 }
4604
4605 /* ARGSUSED */
4606 void
4607 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4608 {
4609         nvlist_t *props = NULL;
4610
4611         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4612
4613         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4614             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4615
4616         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4617
4618         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4619                 dump_nvlist(props, 4);
4620
4621         nvlist_free(props);
4622
4623         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4624 }
4625
4626 static int
4627 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4628 {
4629         nvlist_t *snaps, *holds;
4630         int error;
4631
4632         snaps = fnvlist_alloc();
4633         holds = fnvlist_alloc();
4634         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4635         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4636         fnvlist_free(holds);
4637         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4638         fnvlist_free(snaps);
4639         return (error);
4640 }
4641
4642 /*
4643  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4644  */
4645 void
4646 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4647 {
4648         int error;
4649         objset_t *os = zd->zd_os;
4650         objset_t *origin;
4651         char snapname[100];
4652         char fullname[100];
4653         char clonename[100];
4654         char tag[100];
4655         char osname[MAXNAMELEN];
4656         nvlist_t *holds;
4657
4658         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4659
4660         dmu_objset_name(os, osname);
4661
4662         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4663         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4664         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4665             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4666         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4667
4668         /*
4669          * Clean up from any previous run.
4670          */
4671         error = dsl_destroy_head(clonename);
4672         if (error != ENOENT)
4673                 ASSERT0(error);
4674         error = user_release_one(fullname, tag);
4675         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4676                 ASSERT0(error);
4677         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4678         if (error != ENOENT)
4679                 ASSERT0(error);
4680
4681         /*
4682          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4683          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4684          */
4685         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4686         if (error) {
4687                 if (error == ENOSPC) {
4688                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4689                         goto out;
4690                 }
4691                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4692         }
4693
4694         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4695         if (error) {
4696                 if (error == ENOSPC) {
4697                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4698                         goto out;
4699                 }
4700                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4701         }
4702
4703         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4704         if (error) {
4705                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4706                     fullname, error);
4707         }
4708
4709         error = dsl_destroy_head(clonename);
4710         if (error)
4711                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4712
4713         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4714         if (error != ENOENT)
4715                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4716
4717         /*
4718          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4719          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4720          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4721          */
4722         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4723         if (error) {
4724                 if (error == ENOSPC) {
4725                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4726                         goto out;
4727                 }
4728                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4729         }
4730
4731         holds = fnvlist_alloc();
4732         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4733         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4734         fnvlist_free(holds);
4735
4736         if (error == ENOSPC) {
4737                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4738                 goto out;
4739         } else if (error) {
4740                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4741                     fullname, tag, error);
4742         }
4743
4744         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4745         if (error != EBUSY) {
4746                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4747                     fullname, error);
4748         }
4749
4750         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4751         if (error) {
4752                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4753                     fullname, error);
4754         }
4755
4756         error = user_release_one(fullname, tag);
4757         if (error)
4758                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4759
4760         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4761
4762 out:
4763         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4764 }
4765
4766 /*
4767  * Inject random faults into the on-disk data.
4768  */
4769 /* ARGSUSED */
4770 void
4771 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4772 {
4773         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4774         spa_t *spa = ztest_spa;
4775         int fd;
4776         uint64_t offset;
4777         uint64_t leaves;
4778         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4779         uint64_t top, leaf;
4780         char path0[MAXPATHLEN];
4781         char pathrand[MAXPATHLEN];
4782         size_t fsize;
4783         int bshift = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT + 2; /* don't scrog all labels */
4784         int iters = 1000;
4785         int maxfaults;
4786         int mirror_save;
4787         vdev_t *vd0 = NULL;
4788         uint64_t guid0 = 0;
4789         boolean_t islog = B_FALSE;
4790
4791         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4792         maxfaults = MAXFAULTS();
4793         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4794         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4795         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4796
4797         ASSERT(leaves >= 1);
4798
4799         /*
4800          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4801          * which don't like to have their vdevs changed while
4802          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4803          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4804          */
4805         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4806
4807         /*
4808          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4809          */
4810         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4811
4812         if (ztest_random(2) == 0) {
4813                 /*
4814                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4815                  */
4816                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4817                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4818
4819                 /*
4820                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4821                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4822                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4823                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4824                  */
4825                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4826                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4827                     top * leaves + zs->zs_splits);
4828                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4829                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4830                     top * leaves + leaf);
4831
4832                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4833                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4834                         islog = B_TRUE;
4835
4836                 /*
4837                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
4838                  * then we only allow faults on the device that is
4839                  * resilvering.
4840                  */
4841                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
4842                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
4843                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
4844                         /*
4845                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4846                          * or unwriteable, or reach behind its back
4847                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4848                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4849                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4850                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4851                          * combination of this with injection of random data
4852                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4853                          */
4854                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4855
4856                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4857                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4858                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4859                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4860                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4861                         } else {
4862                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4863                         }
4864                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4865                 }
4866         } else {
4867                 /*
4868                  * Inject errors on an l2cache device.
4869                  */
4870                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4871
4872                 if (sav->sav_count == 0) {
4873                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4874                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4875                         return;
4876                 }
4877                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4878                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4879                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4880                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4881
4882                 leaf = 0;
4883                 leaves = 1;
4884                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4885         }
4886
4887         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4888         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4889
4890         /*
4891          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4892          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4893          */
4894         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4895                 if (ztest_random(10) < 6) {
4896                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4897                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4898
4899                         /*
4900                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4901                          * prevent a race between offlining a slog and
4902                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4903                          * grab a reference on the dataset which may cause
4904                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4905                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4906                          */
4907                         if (islog)
4908                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4909
4910                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4911
4912                         if (islog)
4913                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4914                 } else {
4915                         /*
4916                          * Ideally we would like to be able to randomly
4917                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4918                          * to force unpredictable failures but the side
4919                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4920                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4921                          * prevent a race between injection testing and
4922                          * aux_vdev removal.
4923                          */
4924                         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4925                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4926                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4927                 }
4928         }
4929
4930         if (maxfaults == 0)
4931                 return;
4932
4933         /*
4934          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4935          */
4936         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4937
4938         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4939                 return;
4940
4941         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4942
4943         while (--iters != 0) {
4944                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4945                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4946                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4947
4948                 if (offset >= fsize)
4949                         continue;
4950
4951                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4952                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
4953                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4954                         (void) close(fd);
4955                         return;
4956                 }
4957
4958                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
4959                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
4960                             offset, pathrand);
4961
4962                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4963
4964                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
4965                         (void) printf("injected bad word into %s,"
4966                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
4967         }
4968
4969         (void) close(fd);
4970 }
4971
4972 /*
4973  * Verify that DDT repair works as expected.
4974  */
4975 void
4976 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4977 {
4978         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4979         spa_t *spa = ztest_spa;
4980         objset_t *os = zd->zd_os;
4981         ztest_od_t od[1];
4982         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
4983         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
4984         dmu_buf_t *db;
4985         dmu_tx_t *tx;
4986         void *buf;
4987         blkptr_t blk;
4988         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
4989
4990         blocksize = ztest_random_blocksize();
4991         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
4992
4993         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4994
4995         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4996                 return;
4997
4998         /*
4999          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5000          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5001          */
5002         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5003
5004         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5005             B_FALSE) != 0 ||
5006             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5007             B_FALSE) != 0) {
5008                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5009                 return;
5010         }
5011
5012         object = od[0].od_object;
5013         blocksize = od[0].od_blocksize;
5014         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5015
5016         ASSERT(object != 0);
5017
5018         tx = dmu_tx_create(os);
5019         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5020         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5021         if (txg == 0) {
5022                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5023                 return;
5024         }
5025
5026         /*
5027          * Write all the copies of our block.
5028          */
5029         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5030                 uint64_t offset = i * blocksize;
5031                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5032                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5033                 if (error != 0) {
5034                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5035                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5036                 }
5037                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5038                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5039                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5040                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5041                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5042                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5043                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5044         }
5045
5046         dmu_tx_commit(tx);
5047         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5048
5049         /*
5050          * Find out what block we got.
5051          */
5052         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5053             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5054         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5055         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5056
5057         /*
5058          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5059          */
5060         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5061         buf = zio_buf_alloc(psize);
5062         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5063
5064         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5065             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5066             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5067
5068         zio_buf_free(buf, psize);
5069
5070         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5071 }
5072
5073 /*
5074  * Scrub the pool.
5075  */
5076 /* ARGSUSED */
5077 void
5078 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5079 {
5080         spa_t *spa = ztest_spa;
5081
5082         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5083         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5084         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5085 }
5086
5087 /*
5088  * Change the guid for the pool.
5089  */
5090 /* ARGSUSED */
5091 void
5092 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5093 {
5094         spa_t *spa = ztest_spa;
5095         uint64_t orig, load;
5096         int error;
5097
5098         orig = spa_guid(spa);
5099         load = spa_load_guid(spa);
5100
5101         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5102         error = spa_change_guid(spa);
5103         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5104
5105         if (error != 0)
5106                 return;
5107
5108         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5109                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5110                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5111         }
5112
5113         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5114         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5115 }
5116
5117 /*
5118  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5119  */
5120 /* ARGSUSED */
5121 void
5122 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5123 {
5124         char *oldname, *newname;
5125         spa_t *spa;
5126
5127         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5128
5129         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5130         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5131         (void) strcpy(newname, oldname);
5132         (void) strcat(newname, "_tmp");
5133
5134         /*
5135          * Do the rename
5136          */
5137         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5138
5139         /*
5140          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5141          */
5142         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5143
5144         /*
5145          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5146          */
5147         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5148
5149         ASSERT(spa == ztest_spa);
5150         spa_close(spa, FTAG);
5151
5152         /*
5153          * Rename it back to the original
5154          */
5155         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5156
5157         /*
5158          * Make sure it can still be opened
5159          */
5160         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5161
5162         ASSERT(spa == ztest_spa);
5163         spa_close(spa, FTAG);
5164
5165         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5166
5167         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5168 }
5169
5170 /*
5171  * Verify pool integrity by running zdb.
5172  */
5173 static void
5174 ztest_run_zdb(char *pool)
5175 {
5176         int status;
5177         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5178         char zbuf[1024];
5179         char *bin;
5180         char *ztest;
5181         char *isa;
5182         int isalen;
5183         FILE *fp;
5184
5185         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5186
5187         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5188         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5189         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5190         isa = bin + 8;
5191         isalen = ztest - isa;
5192         isa = strdup(isa);
5193         /* LINTED */
5194         (void) sprintf(bin,
5195             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -d -U %s %s",
5196             isalen,
5197             isa,
5198             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5199             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5200             spa_config_path,
5201             pool);
5202         free(isa);
5203
5204         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5205                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5206
5207         fp = popen(zdb, "r");
5208         assert(fp != NULL);
5209
5210         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5211                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5212                         (void) printf("%s", zbuf);
5213
5214         status = pclose(fp);
5215
5216         if (status == 0)
5217                 return;
5218
5219         ztest_dump_core = 0;
5220         if (WIFEXITED(status))
5221                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5222         else
5223                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5224 }
5225
5226 static void
5227 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5228 {
5229         spa_t *spa = NULL;
5230
5231         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5232                 (void) printf("%s\n", header);
5233
5234         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5235         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5236                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5237                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5238         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5239 }
5240
5241 static void
5242 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5243 {
5244         nvlist_t *config, *newconfig;
5245         uint64_t pool_guid;
5246         spa_t *spa;
5247         int error;
5248
5249         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5250                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5251                     oldname, newname);
5252         }
5253
5254         /*
5255          * Clean up from previous runs.
5256          */
5257         (void) spa_destroy(newname);
5258
5259         /*
5260          * Get the pool's configuration and guid.
5261          */
5262         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5263
5264         /*
5265          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5266          */
5267         if (ztest_random(2) == 0)
5268                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5269
5270         pool_guid = spa_guid(spa);
5271         spa_close(spa, FTAG);
5272
5273         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5274
5275         /*
5276          * Export it.
5277          */
5278         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5279
5280         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5281
5282         /*
5283          * Try to import it.
5284          */
5285         newconfig = spa_tryimport(config);
5286         ASSERT(newconfig != NULL);
5287         nvlist_free(newconfig);
5288
5289         /*
5290          * Import it under the new name.
5291          */
5292         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5293         if (error != 0) {
5294                 dump_nvlist(config, 0);
5295                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5296                     oldname, newname, error);
5297         }
5298
5299         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5300
5301         /*
5302          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5303          */
5304         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5305
5306         /*
5307          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5308          */
5309         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5310
5311         /*
5312          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5313          */
5314         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5315
5316         /*
5317          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5318          */
5319         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5320         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5321         spa_close(spa, FTAG);
5322
5323         nvlist_free(config);
5324 }
5325
5326 static void
5327 ztest_resume(spa_t *spa)
5328 {
5329         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5330                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5331         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5332         vdev_clear(spa, NULL);
5333         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5334         (void) zio_resume(spa);
5335 }
5336
5337 static void *
5338 ztest_resume_thread(void *arg)
5339 {
5340         spa_t *spa = arg;
5341
5342         while (!ztest_exiting) {
5343                 if (spa_suspended(spa))
5344                         ztest_resume(spa);
5345                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5346         }
5347         return (NULL);
5348 }
5349
5350 static void *
5351 ztest_deadman_thread(void *arg)
5352 {
5353         ztest_shared_t *zs = arg;
5354         spa_t *spa = ztest_spa;
5355         hrtime_t delta, total = 0;
5356
5357         for (;;) {
5358                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5359                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5360
5361                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5362
5363                 /*
5364                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5365                  * check to see if the pool is making any progress. If
5366                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5367                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5368                  */
5369                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5370                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5371                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5372                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5373                         return (NULL);
5374                 }
5375                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5376
5377                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5378                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5379                     total);
5380         }
5381 }
5382
5383 static void
5384 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5385 {
5386         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5387         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5388         hrtime_t functime = gethrtime();
5389
5390         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5391                 zi->zi_func(zd, id);
5392
5393         functime = gethrtime() - functime;
5394
5395         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5396         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5397
5398         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5399                 Dl_info dli;
5400                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5401                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5402                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5403         }
5404 }
5405
5406 static void *
5407 ztest_thread(void *arg)
5408 {
5409         int rand;
5410         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5411         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5412         uint64_t call_next;
5413         hrtime_t now;
5414         ztest_info_t *zi;
5415         ztest_shared_callstate_t *zc;
5416
5417         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5418                 /*
5419                  * See if it's time to force a crash.
5420                  */
5421                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5422                         ztest_kill(zs);
5423
5424                 /*
5425                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5426                  */
5427                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5428                         break;
5429
5430                 /*
5431                  * Pick a random function to execute.
5432                  */
5433                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5434                 zi = &ztest_info[rand];
5435                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5436                 call_next = zc->zc_next;
5437
5438                 if (now >= call_next &&
5439                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5440                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5441                         ztest_execute(rand, zi, id);
5442                 }
5443         }
5444
5445         return (NULL);
5446 }
5447
5448 static void
5449 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5450 {
5451         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5452 }
5453
5454 static void
5455 ztest_dataset_destroy(int d)
5456 {
5457         char name[MAXNAMELEN];
5458
5459         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5460
5461         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5462                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5463
5464         /*
5465          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5466          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5467          * so there may be more than one thing to clean up.
5468          */
5469         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5470             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5471                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5472         }
5473
5474         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5475             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5476 }
5477
5478 static void
5479 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5480 {
5481         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5482
5483         /*
5484          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5485          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5486          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5487          * If not, we have an object leak.
5488          *
5489          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5490          * when the open-context and syncing-context values agree.
5491          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5492          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5493          */
5494         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5495         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5496         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5497 }
5498
5499 static int
5500 ztest_dataset_open(int d)
5501 {
5502         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5503         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5504         objset_t *os;
5505         zilog_t *zilog;
5506         char name[MAXNAMELEN];
5507         int error;
5508
5509         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5510
5511         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5512
5513         error = ztest_dataset_create(name);
5514         if (error == ENOSPC) {
5515                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5516                 ztest_record_enospc(FTAG);
5517                 return (error);
5518         }
5519         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5520
5521         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5522         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5523
5524         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5525
5526         zilog = zd->zd_zilog;
5527
5528         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5529             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5530                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5531                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5532
5533         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5534
5535         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5536
5537         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5538
5539         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5540                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5541                     zd->zd_name,
5542                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5543                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5544                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5545
5546         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5547
5548         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5549             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5550                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5551                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5552
5553         return (0);
5554 }
5555
5556 static void
5557 ztest_dataset_close(int d)
5558 {
5559         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5560
5561         zil_close(zd->zd_zilog);
5562         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5563
5564         ztest_zd_fini(zd);
5565 }
5566
5567 /*
5568  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5569  */
5570 static void
5571 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5572 {
5573         thread_t *tid;
5574         spa_t *spa;
5575         objset_t *os;
5576         thread_t resume_tid;
5577         int error;
5578
5579         ztest_exiting = B_FALSE;
5580
5581         /*
5582          * Initialize parent/child shared state.
5583          */
5584         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5585         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5586
5587         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5588         zs->zs_thread_stop =
5589             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5590         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5591         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5592         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5593                 zs->zs_thread_kill -=
5594                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5595         }
5596
5597         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5598
5599         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5600             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5601
5602         /*
5603          * Open our pool.
5604          */
5605         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5606         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5607         spa->spa_debug = B_TRUE;
5608         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5609         ztest_spa = spa;
5610
5611         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5612             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5613         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5614         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5615
5616         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5617
5618         /*
5619          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5620          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5621          * the only valid replica.
5622          */
5623         if (MAXFAULTS() == 0)
5624                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5625         else
5626                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5627
5628         /*
5629          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5630          */
5631         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5632             &resume_tid) == 0);
5633
5634         /*
5635          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5636          */
5637         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5638             NULL) == 0);
5639
5640         /*
5641          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5642          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5643          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5644          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5645          */
5646         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5647                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5648                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5649                             (1ULL << t) + d, NULL);
5650                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5651                             error == EINVAL);
5652                 }
5653         }
5654
5655         /*
5656          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5657          */
5658         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5659                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5660                 ztest_dataset_destroy(d);
5661         }
5662         zs->zs_enospc_count = 0;
5663
5664         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5665             UMEM_NOFAIL);
5666
5667         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5668                 (void) printf("starting main threads...\n");
5669
5670         /*
5671          * Kick off all the tests that run in parallel.
5672          */
5673         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5674                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5675                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5676                         return;
5677                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5678                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5679         }
5680
5681         /*
5682          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5683          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5684          */
5685         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5686                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5687                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5688                         ztest_dataset_close(t);
5689         }
5690
5691         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5692
5693         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5694         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5695         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5696
5697         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5698
5699         /* Kill the resume thread */
5700         ztest_exiting = B_TRUE;
5701         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5702         ztest_resume(spa);
5703
5704         /*
5705          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5706          * spa_close() should wait for it to complete.
5707          */
5708         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++)
5709                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5710
5711         spa_close(spa, FTAG);
5712
5713         /*
5714          * Verify that we can loop over all pools.
5715          */
5716         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5717         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5718                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5719                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5720         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5721
5722         /*
5723          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5724          * different name.
5725          */
5726         if (ztest_random(2) == 0) {
5727                 char name[MAXNAMELEN];
5728                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5729                     ztest_opts.zo_pool);
5730                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5731                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5732         }
5733
5734         kernel_fini();
5735
5736         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5737
5738         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5739
5740         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5741         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5742 }
5743
5744 static void
5745 ztest_freeze(void)
5746 {
5747         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5748         spa_t *spa;
5749         int numloops = 0;
5750
5751         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5752                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5753
5754         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5755         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5756         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5757         spa->spa_debug = B_TRUE;
5758         ztest_spa = spa;
5759
5760         /*
5761          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5762          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5763          * the log chain won't be anchored.
5764          */
5765         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5766                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5767                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5768         }
5769
5770         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5771
5772         /*
5773          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5774          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5775          */
5776         spa_freeze(spa);
5777
5778         /*
5779          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5780          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5781          * capacity.
5782          */
5783         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5784
5785         /*
5786          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5787          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5788          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5789          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5790          * The ZIL should be OK with that.
5791          *
5792          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5793          * not run out of space on the pool.
5794          */
5795         while (ztest_random(10) != 0 &&
5796             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5797             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5798                 ztest_od_t od;
5799                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5800                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5801                 ztest_io(zd, od.od_object,
5802                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5803                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5804         }
5805
5806         /*
5807          * Commit all of the changes we just generated.
5808          */
5809         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5810         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5811
5812         /*
5813          * Close our dataset and close the pool.
5814          */
5815         ztest_dataset_close(0);
5816         spa_close(spa, FTAG);
5817         kernel_fini();
5818
5819         /*
5820          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5821          */
5822         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5823         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5824         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5825         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5826         ztest_dataset_close(0);
5827
5828         spa->spa_debug = B_TRUE;
5829         ztest_spa = spa;
5830         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5831         ztest_reguid(NULL, 0);
5832
5833         spa_close(spa, FTAG);
5834         kernel_fini();
5835 }
5836
5837 void
5838 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5839 {
5840         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5841         hrtime_t m = s / 60;
5842         hrtime_t h = m / 60;
5843         hrtime_t d = h / 24;
5844
5845         s -= m * 60;
5846         m -= h * 60;
5847         h -= d * 24;
5848
5849         timebuf[0] = '\0';
5850
5851         if (d)
5852                 (void) sprintf(timebuf,
5853                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5854         else if (h)
5855                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5856         else if (m)
5857                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5858         else
5859                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5860 }
5861
5862 static nvlist_t *
5863 make_random_props()
5864 {
5865         nvlist_t *props;
5866
5867         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5868         if (ztest_random(2) == 0)
5869                 return (props);
5870         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5871
5872         return (props);
5873 }
5874
5875 /*
5876  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5877  * Then test spa_freeze() functionality.
5878  */
5879 static void
5880 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5881 {
5882         spa_t *spa;
5883         nvlist_t *nvroot, *props;
5884
5885         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5886         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5887
5888         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5889
5890         /*
5891          * Create the storage pool.
5892          */
5893         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5894         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5895         zs->zs_splits = 0;
5896         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5897         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5898             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5899         props = make_random_props();
5900         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5901                 char buf[1024];
5902                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
5903                     spa_feature_table[i].fi_uname);
5904                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5905         }
5906         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
5907         nvlist_free(nvroot);
5908
5909         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5910         zs->zs_metaslab_sz =
5911             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5912
5913         spa_close(spa, FTAG);
5914
5915         kernel_fini();
5916
5917         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5918
5919         ztest_freeze();
5920
5921         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5922
5923         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5924         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5925 }
5926
5927 static void
5928 setup_data_fd(void)
5929 {
5930         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
5931
5932         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
5933         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
5934         (void) unlink(ztest_name_data);
5935 }
5936
5937
5938 static int
5939 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
5940 {
5941         int size;
5942
5943         size = hdr->zh_hdr_size;
5944         size += hdr->zh_opts_size;
5945         size += hdr->zh_size;
5946         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5947         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5948
5949         return (size);
5950 }
5951
5952 static void
5953 setup_hdr(void)
5954 {
5955         int size;
5956         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5957
5958         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5959             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5960         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5961
5962         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
5963
5964         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5965         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
5966         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
5967         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
5968         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
5969         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
5970         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
5971
5972         size = shared_data_size(hdr);
5973         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
5974
5975         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5976 }
5977
5978 static void
5979 setup_data(void)
5980 {
5981         int size, offset;
5982         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5983         uint8_t *buf;
5984
5985         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5986             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5987         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5988
5989         size = shared_data_size(hdr);
5990
5991         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5992         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
5993             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5994         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5995         buf = (uint8_t *)hdr;
5996
5997         offset = hdr->zh_hdr_size;
5998         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
5999         offset += hdr->zh_opts_size;
6000         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6001         offset += hdr->zh_size;
6002         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6003         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6004         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6005 }
6006
6007 static boolean_t
6008 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6009 {
6010         pid_t pid;
6011         int status;
6012         char *cmdbuf = NULL;
6013
6014         pid = fork();
6015
6016         if (cmd == NULL) {
6017                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6018                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6019                 cmd = cmdbuf;
6020         }
6021
6022         if (pid == -1)
6023                 fatal(1, "fork failed");
6024
6025         if (pid == 0) { /* child */
6026                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6027                 char fd_data_str[12];
6028
6029                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6030                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6031
6032                 (void) close(ztest_fd_rand);
6033                 VERIFY3U(11, >=,
6034                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6035                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6036
6037                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6038                 if (libpath != NULL)
6039                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6040 #ifdef illumos
6041                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6042 #else
6043                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6044 #endif
6045                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6046                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6047         }
6048
6049         if (cmdbuf != NULL) {
6050                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6051                 cmd = NULL;
6052         }
6053
6054         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6055                 continue;
6056         if (statusp != NULL)
6057                 *statusp = status;
6058
6059         if (WIFEXITED(status)) {
6060                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6061                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6062                             WEXITSTATUS(status));
6063                         exit(2);
6064                 }
6065                 return (B_FALSE);
6066         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6067                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6068                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6069                             WTERMSIG(status));
6070                         exit(3);
6071                 }
6072                 return (B_TRUE);
6073         } else {
6074                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6075                 exit(4);
6076                 /* NOTREACHED */
6077         }
6078 }
6079
6080 static void
6081 ztest_run_init(void)
6082 {
6083         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6084
6085         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6086
6087         /*
6088          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6089          */
6090         (void) remove(spa_config_path);
6091
6092         /*
6093          * Create and initialize our storage pool.
6094          */
6095         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6096                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6097                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6098                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6099                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6100                 }
6101                 ztest_init(zs);
6102         }
6103 }
6104
6105 int
6106 main(int argc, char **argv)
6107 {
6108         int kills = 0;
6109         int iters = 0;
6110         int older = 0;
6111         int newer = 0;
6112         ztest_shared_t *zs;
6113         ztest_info_t *zi;
6114         ztest_shared_callstate_t *zc;
6115         char timebuf[100];
6116         char numbuf[6];
6117         spa_t *spa;
6118         char *cmd;
6119         boolean_t hasalt;
6120         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6121
6122         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6123
6124         dprintf_setup(&argc, argv);
6125         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6126
6127         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6128         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6129
6130         if (!fd_data_str) {
6131                 process_options(argc, argv);
6132
6133                 setup_data_fd();
6134                 setup_hdr();
6135                 setup_data();
6136                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6137                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6138         } else {
6139                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6140                 setup_data();
6141                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6142         }
6143         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6144
6145         /* Override location of zpool.cache */
6146         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6147             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6148
6149         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6150             UMEM_NOFAIL);
6151         zs = ztest_shared;
6152
6153         if (fd_data_str) {
6154                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6155                 metaslab_df_alloc_threshold =
6156                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6157
6158                 if (zs->zs_do_init)
6159                         ztest_run_init();
6160                 else
6161                         ztest_run(zs);
6162                 exit(0);
6163         }
6164
6165         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6166
6167         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6168                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6169                     " %llu seconds...\n",
6170                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6171                     ztest_opts.zo_datasets,
6172                     ztest_opts.zo_threads,
6173                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6174         }
6175
6176         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6177         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6178
6179         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6180         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6181                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6182                         (void) printf("Executing older ztest for "
6183                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6184                 }
6185                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6186                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6187         } else {
6188                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6189         }
6190         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6191
6192         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6193         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6194
6195         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6196                 zi = &ztest_info[f];
6197                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6198                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6199                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6200                 else
6201                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6202                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6203         }
6204
6205         /*
6206          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6207          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6208          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6209          */
6210         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6211                 int status;
6212                 boolean_t killed;
6213
6214                 /*
6215                  * Initialize the workload counters for each function.
6216                  */
6217                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6218                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6219                         zc->zc_count = 0;
6220                         zc->zc_time = 0;
6221                 }
6222
6223                 /* Set the allocation switch size */
6224                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6225                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6226
6227                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6228                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6229                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6230                                     cmd);
6231                         }
6232                         newer++;
6233                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6234                 } else {
6235                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6236                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6237                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6238                         }
6239                         older++;
6240                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6241                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6242                 }
6243
6244                 if (killed)
6245                         kills++;
6246                 iters++;
6247
6248                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6249                         hrtime_t now = gethrtime();
6250
6251                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6252                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6253                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6254
6255                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6256                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6257                             iters,
6258                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6259                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6260                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6261                             numbuf,
6262                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6263                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6264                 }
6265
6266                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6267                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6268                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6269                             "Calls", "Time", "Function");
6270                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6271                             "-----", "----", "--------");
6272                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6273                                 Dl_info dli;
6274
6275                                 zi = &ztest_info[f];
6276                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6277                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6278                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6279                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6280                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6281                                     dli.dli_sname);
6282                         }
6283                         (void) printf("\n");
6284                 }
6285
6286                 /*
6287                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6288                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6289                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6290                  */
6291                 kernel_init(FREAD);
6292                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6293                         spa_close(spa, FTAG);
6294                 } else {
6295                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6296                         kernel_fini();
6297                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6298                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6299                             ztest_opts.zo_pool);
6300                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6301                 }
6302                 kernel_fini();
6303
6304                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6305         }
6306
6307         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6308                 if (hasalt) {
6309                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6310                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6311                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6312                             cmd);
6313                 }
6314                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6315                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6316         }
6317
6318         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6319
6320         return (0);
6321 }