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