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

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2016 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  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
  28  */
  29
  30 /*
  31  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  32  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  33  *
  34  * The overall design of the ztest program is as follows:
  35  *
  36  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  37  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  38  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  39  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  40  *
  41  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  42  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  43  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  44  *
  45  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  46  *     verify that self-healing data really works.
  47  *
  48  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  49  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  50  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  51  *
  52  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  53  *     we run the entire test in a child of the main process.
  54  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  55  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  56  *     The parent then runs the test again, using the existing
  57  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  58  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  59  *     of ztest after a SIGKILL.
  60  *
  61  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  62  *     many of the functional tests record the transaction group number
  63  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  64  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  65  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  66  *
  67  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  68  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  69  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  70  *
  71  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  72  *
  73  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  74  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  75  *
  76  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  77  *
  78  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  79  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  80  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  81  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  82  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  83  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  84  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  85  */
  86
  87 #include <sys/zfs_context.h>
  88 #include <sys/spa.h>
  89 #include <sys/dmu.h>
  90 #include <sys/txg.h>
  91 #include <sys/dbuf.h>
  92 #include <sys/zap.h>
  93 #include <sys/dmu_objset.h>
  94 #include <sys/poll.h>
  95 #include <sys/stat.h>
  96 #include <sys/time.h>
  97 #include <sys/wait.h>
  98 #include <sys/mman.h>
  99 #include <sys/resource.h>
 100 #include <sys/zio.h>
 101 #include <sys/zil.h>
 102 #include <sys/zil_impl.h>
 103 #include <sys/vdev_impl.h>
 104 #include <sys/vdev_file.h>
 105 #include <sys/spa_impl.h>
 106 #include <sys/metaslab_impl.h>
 107 #include <sys/dsl_prop.h>
 108 #include <sys/dsl_dataset.h>
 109 #include <sys/dsl_destroy.h>
 110 #include <sys/dsl_scan.h>
 111 #include <sys/zio_checksum.h>
 112 #include <sys/refcount.h>
 113 #include <sys/zfeature.h>
 114 #include <sys/dsl_userhold.h>
 115 #include <stdio.h>
 116 #include <stdio_ext.h>
 117 #include <stdlib.h>
 118 #include <unistd.h>
 119 #include <signal.h>
 120 #include <umem.h>
 121 #include <dlfcn.h>
 122 #include <ctype.h>
 123 #include <math.h>
 124 #include <errno.h>
 125 #include <sys/fs/zfs.h>
 126 #include <libnvpair.h>
 127
 128 static int ztest_fd_data = -1;
 129 static int ztest_fd_rand = -1;
 130
 131 typedef struct ztest_shared_hdr {
 132         uint64_t        zh_hdr_size;
 133         uint64_t        zh_opts_size;
 134         uint64_t        zh_size;
 135         uint64_t        zh_stats_size;
 136         uint64_t        zh_stats_count;
 137         uint64_t        zh_ds_size;
 138         uint64_t        zh_ds_count;
 139 } ztest_shared_hdr_t;
 140
 141 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 142
 143 typedef struct ztest_shared_opts {
 144         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 145         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 146         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 147         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 148         uint64_t zo_vdevs;
 149         uint64_t zo_vdevtime;
 150         size_t zo_vdev_size;
 151         int zo_ashift;
 152         int zo_mirrors;
 153         int zo_raidz;
 154         int zo_raidz_parity;
 155         int zo_datasets;
 156         int zo_threads;
 157         uint64_t zo_passtime;
 158         uint64_t zo_killrate;
 159         int zo_verbose;
 160         int zo_init;
 161         uint64_t zo_time;
 162         uint64_t zo_maxloops;
 163         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 164 } ztest_shared_opts_t;
 165
 166 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 167         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 168         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 169         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 170         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 171         .zo_vdevs = 5,
 172         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 173         .zo_mirrors = 2,
 174         .zo_raidz = 4,
 175         .zo_raidz_parity = 1,
 176         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 2,
 177         .zo_datasets = 7,
 178         .zo_threads = 23,
 179         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 180         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 181         .zo_verbose = 0,
 182         .zo_init = 1,
 183         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 184         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 185         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 186 };
 187
 188 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 189 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 190 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 191 extern int metaslab_preload_limit;
 192 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 193
 194 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 195 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 196
 197 typedef struct ztest_shared_ds {
 198         uint64_t        zd_seq;
 199 } ztest_shared_ds_t;
 200
 201 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 202 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 203
 204 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 205 #define MAXFAULTS() \
 206         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 207
 208 enum ztest_io_type {
 209         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 210         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 211         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 212         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 213         ZTEST_IO_SETATTR,
 214         ZTEST_IO_REWRITE,
 215         ZTEST_IO_TYPES
 216 };
 217
 218 typedef struct ztest_block_tag {
 219         uint64_t        bt_magic;
 220         uint64_t        bt_objset;
 221         uint64_t        bt_object;
 222         uint64_t        bt_offset;
 223         uint64_t        bt_gen;
 224         uint64_t        bt_txg;
 225         uint64_t        bt_crtxg;
 226 } ztest_block_tag_t;
 227
 228 typedef struct bufwad {
 229         uint64_t        bw_index;
 230         uint64_t        bw_txg;
 231         uint64_t        bw_data;
 232 } bufwad_t;
 233
 234 /*
 235  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 236  */
 237 typedef enum {
 238         RL_READER,
 239         RL_WRITER,
 240         RL_APPEND
 241 } rl_type_t;
 242
 243 typedef struct rll {
 244         void            *rll_writer;
 245         int             rll_readers;
 246         mutex_t         rll_lock;
 247         cond_t          rll_cv;
 248 } rll_t;
 249
 250 typedef struct rl {
 251         uint64_t        rl_object;
 252         uint64_t        rl_offset;
 253         uint64_t        rl_size;
 254         rll_t           *rl_lock;
 255 } rl_t;
 256
 257 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 258 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 259
 260 /*
 261  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 262  */
 263 typedef struct ztest_od {
 264         uint64_t        od_dir;
 265         uint64_t        od_object;
 266         dmu_object_type_t od_type;
 267         dmu_object_type_t od_crtype;
 268         uint64_t        od_blocksize;
 269         uint64_t        od_crblocksize;
 270         uint64_t        od_gen;
 271         uint64_t        od_crgen;
 272         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 273 } ztest_od_t;
 274
 275 /*
 276  * Per-dataset state.
 277  */
 278 typedef struct ztest_ds {
 279         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 280         objset_t        *zd_os;
 281         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 282         zilog_t         *zd_zilog;
 283         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 284         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 285         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 286         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 287         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 288 } ztest_ds_t;
 289
 290 /*
 291  * Per-iteration state.
 292  */
 293 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 294
 295 typedef struct ztest_info {
 296         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 297         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 298         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 299 } ztest_info_t;
 300
 301 typedef struct ztest_shared_callstate {
 302         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 303         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 304         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 305 } ztest_shared_callstate_t;
 306
 307 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 308 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 309
 310 /*
 311  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 312  */
 313 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 314 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 315 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 316 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 317 ztest_func_t ztest_zap;
 318 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 319 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 320 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 321 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 322 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 324 ztest_func_t ztest_fzap;
 325 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 326 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 327 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 328 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 329 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 330 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 331 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 332 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 333 ztest_func_t ztest_scrub;
 334 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 335 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 336 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 337 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 338 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 339 ztest_func_t ztest_split_pool;
 340 ztest_func_t ztest_reguid;
 341 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 342
 343 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 344 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 345 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 346 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 347 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 348
 349 ztest_info_t ztest_info[] = {
 350         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 351         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 352         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 353         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 354         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 355         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 356         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 357         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 358         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 359         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 360         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 361         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 362         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 363 #if 0
 364         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 365 #endif
 366         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 367         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 368         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 371         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 372         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 373         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 374         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 375         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 376         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 377         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
 378         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 379         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 380             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 381         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 382             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 383 };
 384
 385 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 386
 387 /*
 388  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 389  * The callbacks are ordered by txg number.
 390  */
 391 typedef struct ztest_cb_list {
 392         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 393         list_t  zcl_callbacks;
 394 } ztest_cb_list_t;
 395
 396 /*
 397  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 398  */
 399 typedef struct ztest_shared {
 400         boolean_t       zs_do_init;
 401         hrtime_t        zs_proc_start;
 402         hrtime_t        zs_proc_stop;
 403         hrtime_t        zs_thread_start;
 404         hrtime_t        zs_thread_stop;
 405         hrtime_t        zs_thread_kill;
 406         uint64_t        zs_enospc_count;
 407         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 408         uint64_t        zs_vdev_aux;
 409         uint64_t        zs_alloc;
 410         uint64_t        zs_space;
 411         uint64_t        zs_splits;
 412         uint64_t        zs_mirrors;
 413         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 414         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 415         uint64_t        zs_guid;
 416 } ztest_shared_t;
 417
 418 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 419
 420 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 421 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 422 ztest_shared_t *ztest_shared;
 423
 424 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 425 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 426
 427 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 428
 429 /*
 430  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 431  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 432  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 433  * namespace does not change while the lock is held.
 434  */
 435 static rwlock_t ztest_name_lock;
 436
 437 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 438 static boolean_t ztest_exiting;
 439
 440 /* Global commit callback list */
 441 static ztest_cb_list_t zcl;
 442
 443 enum ztest_object {
 444         ZTEST_META_DNODE = 0,
 445         ZTEST_DIROBJ,
 446         ZTEST_OBJECTS
 447 };
 448
 449 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 450
 451 /*
 452  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 453  * debugging facilities.
 454  */
 455 const char *
 456 _umem_debug_init()
 457 {
 458         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 459 }
 460
 461 const char *
 462 _umem_logging_init(void)
 463 {
 464         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 465 }
 466
 467 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 468
 469 char *fatal_msg;
 470
 471 static void
 472 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 473 {
 474         va_list args;
 475         int save_errno = errno;
 476         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 477
 478         (void) fflush(stdout);
 479
 480         va_start(args, message);
 481         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 482         /* LINTED */
 483         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 484         va_end(args);
 485         if (do_perror) {
 486                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 487                     ": %s", strerror(save_errno));
 488         }
 489         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 490         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 491         if (ztest_dump_core)
 492                 abort();
 493         exit(3);
 494 }
 495
 496 static int
 497 str2shift(const char *buf)
 498 {
 499         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 500         int i;
 501
 502         if (buf[0] == '\0')
 503                 return (0);
 504         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 505                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 506                         break;
 507         }
 508         if (i == strlen(ends)) {
 509                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 510                     buf);
 511                 usage(B_FALSE);
 512         }
 513         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 514                 return (10*i);
 515         }
 516         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 517         usage(B_FALSE);
 518         /* NOTREACHED */
 519 }
 520
 521 static uint64_t
 522 nicenumtoull(const char *buf)
 523 {
 524         char *end;
 525         uint64_t val;
 526
 527         val = strtoull(buf, &end, 0);
 528         if (end == buf) {
 529                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 530                 usage(B_FALSE);
 531         } else if (end[0] == '.') {
 532                 double fval = strtod(buf, &end);
 533                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 534                 if (fval > UINT64_MAX) {
 535                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 536                             buf);
 537                         usage(B_FALSE);
 538                 }
 539                 val = (uint64_t)fval;
 540         } else {
 541                 int shift = str2shift(end);
 542                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 543                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 544                             buf);
 545                         usage(B_FALSE);
 546                 }
 547                 val <<= shift;
 548         }
 549         return (val);
 550 }
 551
 552 static void
 553 usage(boolean_t requested)
 554 {
 555         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 556
 557         char nice_vdev_size[10];
 558         char nice_gang_bang[10];
 559         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 560
 561         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 562         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 563
 564         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 565             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 566             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 567             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 568             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 569             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 570             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 571             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 572             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 573             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 574             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 575             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 576             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 577             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 578             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 579             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 580             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 581             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 582             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 583             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 584             "\t[-h] (print help)\n"
 585             "",
 586             zo->zo_pool,
 587             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 588             nice_vdev_size,                             /* -s */
 589             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 590             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 591             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 592             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 593             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 594             zo->zo_threads,                             /* -t */
 595             nice_gang_bang,                             /* -g */
 596             zo->zo_init,                                /* -i */
 597             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 598             zo->zo_pool,                                /* -p */
 599             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 600             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 601             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 602             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 603         exit(requested ? 0 : 1);
 604 }
 605
 606 static void
 607 process_options(int argc, char **argv)
 608 {
 609         char *path;
 610         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 611
 612         int opt;
 613         uint64_t value;
 614         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 615
 616         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 617
 618         while ((opt = getopt(argc, argv,
 619             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 620                 value = 0;
 621                 switch (opt) {
 622                 case 'v':
 623                 case 's':
 624                 case 'a':
 625                 case 'm':
 626                 case 'r':
 627                 case 'R':
 628                 case 'd':
 629                 case 't':
 630                 case 'g':
 631                 case 'i':
 632                 case 'k':
 633                 case 'T':
 634                 case 'P':
 635                 case 'F':
 636                         value = nicenumtoull(optarg);
 637                 }
 638                 switch (opt) {
 639                 case 'v':
 640                         zo->zo_vdevs = value;
 641                         break;
 642                 case 's':
 643                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 644                         break;
 645                 case 'a':
 646                         zo->zo_ashift = value;
 647                         break;
 648                 case 'm':
 649                         zo->zo_mirrors = value;
 650                         break;
 651                 case 'r':
 652                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 653                         break;
 654                 case 'R':
 655                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 656                         break;
 657                 case 'd':
 658                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 659                         break;
 660                 case 't':
 661                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 662                         break;
 663                 case 'g':
 664                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 665                             value);
 666                         break;
 667                 case 'i':
 668                         zo->zo_init = value;
 669                         break;
 670                 case 'k':
 671                         zo->zo_killrate = value;
 672                         break;
 673                 case 'p':
 674                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 675                             sizeof (zo->zo_pool));
 676                         break;
 677                 case 'f':
 678                         path = realpath(optarg, NULL);
 679                         if (path == NULL) {
 680                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 681                                     optarg, strerror(errno));
 682                                 usage(B_FALSE);
 683                         } else {
 684                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 685                                     sizeof (zo->zo_dir));
 686                         }
 687                         break;
 688                 case 'V':
 689                         zo->zo_verbose++;
 690                         break;
 691                 case 'E':
 692                         zo->zo_init = 0;
 693                         break;
 694                 case 'T':
 695                         zo->zo_time = value;
 696                         break;
 697                 case 'P':
 698                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 699                         break;
 700                 case 'F':
 701                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 702                         break;
 703                 case 'B':
 704                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 705                         break;
 706                 case 'h':
 707                         usage(B_TRUE);
 708                         break;
 709                 case '?':
 710                 default:
 711                         usage(B_FALSE);
 712                         break;
 713                 }
 714         }
 715
 716         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 717
 718         zo->zo_vdevtime =
 719             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 720             UINT64_MAX >> 2);
 721
 722         if (strlen(altdir) > 0) {
 723                 char *cmd;
 724                 char *realaltdir;
 725                 char *bin;
 726                 char *ztest;
 727                 char *isa;
 728                 int isalen;
 729
 730                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 731                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 732
 733                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 734                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 735                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 736                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 737                             altdir);
 738                 }
 739                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 740
 741                 /*
 742                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 743                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 744                  * 32 or 64 bit binaries.
 745                  */
 746                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 747                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 748                 isa = bin + 9;
 749                 isalen = ztest - isa;
 750                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 751                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 752                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 753                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 754
 755                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 756                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 757                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 758                             zo->zo_alt_ztest);
 759                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 760                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 761                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 762                             zo->zo_alt_libpath);
 763                 }
 764
 765                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 766                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 767         }
 768 }
 769
 770 static void
 771 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 772 {
 773         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 774         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 775
 776         /*
 777          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 778          * See comment above spa_config_sync().
 779          */
 780         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 781         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 782         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 783
 784         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 785         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 786 }
 787
 788 static uint64_t
 789 ztest_random(uint64_t range)
 790 {
 791         uint64_t r;
 792
 793         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 794
 795         if (range == 0)
 796                 return (0);
 797
 798         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 799                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 800
 801         return (r % range);
 802 }
 803
 804 /* ARGSUSED */
 805 static void
 806 ztest_record_enospc(const char *s)
 807 {
 808         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 809 }
 810
 811 static uint64_t
 812 ztest_get_ashift(void)
 813 {
 814         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 815                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 816         return (ztest_opts.zo_ashift);
 817 }
 818
 819 static nvlist_t *
 820 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 821 {
 822         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 823         uint64_t vdev;
 824         nvlist_t *file;
 825
 826         if (ashift == 0)
 827                 ashift = ztest_get_ashift();
 828
 829         if (path == NULL) {
 830                 path = pathbuf;
 831
 832                 if (aux != NULL) {
 833                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 834                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 835                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 836                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 837                             aux, vdev);
 838                 } else {
 839                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 840                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 841                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 842                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 843                 }
 844         }
 845
 846         if (size != 0) {
 847                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 848                 if (fd == -1)
 849                         fatal(1, "can't open %s", path);
 850                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 851                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 852                 (void) close(fd);
 853         }
 854
 855         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 856         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 857         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 858         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 859
 860         return (file);
 861 }
 862
 863 static nvlist_t *
 864 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 865     uint64_t ashift, int r)
 866 {
 867         nvlist_t *raidz, **child;
 868         int c;
 869
 870         if (r < 2)
 871                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 872         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 873
 874         for (c = 0; c < r; c++)
 875                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 876
 877         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 878         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 879             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 880         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 881             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 882         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 883             child, r) == 0);
 884
 885         for (c = 0; c < r; c++)
 886                 nvlist_free(child[c]);
 887
 888         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 889
 890         return (raidz);
 891 }
 892
 893 static nvlist_t *
 894 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 895     uint64_t ashift, int r, int m)
 896 {
 897         nvlist_t *mirror, **child;
 898         int c;
 899
 900         if (m < 1)
 901                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 902
 903         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 904
 905         for (c = 0; c < m; c++)
 906                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 907
 908         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 909         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 910             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 911         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 912             child, m) == 0);
 913
 914         for (c = 0; c < m; c++)
 915                 nvlist_free(child[c]);
 916
 917         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 918
 919         return (mirror);
 920 }
 921
 922 static nvlist_t *
 923 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 924     int log, int r, int m, int t)
 925 {
 926         nvlist_t *root, **child;
 927         int c;
 928
 929         ASSERT(t > 0);
 930
 931         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 932
 933         for (c = 0; c < t; c++) {
 934                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 935                     r, m);
 936                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 937                     log) == 0);
 938         }
 939
 940         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 941         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 942         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 943             child, t) == 0);
 944
 945         for (c = 0; c < t; c++)
 946                 nvlist_free(child[c]);
 947
 948         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 949
 950         return (root);
 951 }
 952
 953 /*
 954  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 955  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 956  */
 957 static uint64_t
 958 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 959 {
 960         uint64_t version = initial_version;
 961
 962         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 963                 version = version +
 964                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 965         }
 966
 967         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 968                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 969
 970         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 971         return (version);
 972 }
 973
 974 static int
 975 ztest_random_blocksize(void)
 976 {
 977         uint64_t block_shift;
 978         /*
 979          * Choose a block size >= the ashift.
 980          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
 981          */
 982         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
 983         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
 984                 maxbs = 20;
 985         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
 986         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
 987 }
 988
 989 static int
 990 ztest_random_ibshift(void)
 991 {
 992         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
 993             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
 994 }
 995
 996 static uint64_t
 997 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
 998 {
 999         uint64_t top;
1000         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1001         vdev_t *tvd;
1002
1003         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1004
1005         do {
1006                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1007                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1008         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1009             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1010
1011         return (top);
1012 }
1013
1014 static uint64_t
1015 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1016 {
1017         uint64_t value;
1018
1019         do {
1020                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1021         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1022
1023         return (value);
1024 }
1025
1026 static int
1027 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1028     boolean_t inherit)
1029 {
1030         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1031         const char *valname;
1032         char setpoint[MAXPATHLEN];
1033         uint64_t curval;
1034         int error;
1035
1036         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1037             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1038
1039         if (error == ENOSPC) {
1040                 ztest_record_enospc(FTAG);
1041                 return (error);
1042         }
1043         ASSERT0(error);
1044
1045         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1046
1047         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1048                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1049                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1050                     osname, propname, valname, setpoint);
1051         }
1052
1053         return (error);
1054 }
1055
1056 static int
1057 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1058 {
1059         spa_t *spa = ztest_spa;
1060         nvlist_t *props = NULL;
1061         int error;
1062
1063         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1064         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1065
1066         error = spa_prop_set(spa, props);
1067
1068         nvlist_free(props);
1069
1070         if (error == ENOSPC) {
1071                 ztest_record_enospc(FTAG);
1072                 return (error);
1073         }
1074         ASSERT0(error);
1075
1076         return (error);
1077 }
1078
1079 static void
1080 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1081 {
1082         rll->rll_writer = NULL;
1083         rll->rll_readers = 0;
1084         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1085         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1086 }
1087
1088 static void
1089 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1090 {
1091         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1092         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1093         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1094         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1095 }
1096
1097 static void
1098 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1099 {
1100         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1101
1102         if (type == RL_READER) {
1103                 while (rll->rll_writer != NULL)
1104                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1105                 rll->rll_readers++;
1106         } else {
1107                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1108                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1109                 rll->rll_writer = curthread;
1110         }
1111
1112         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1113 }
1114
1115 static void
1116 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1117 {
1118         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1119
1120         if (rll->rll_writer) {
1121                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1122                 rll->rll_writer = NULL;
1123         } else {
1124                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1125                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1126                 rll->rll_readers--;
1127         }
1128
1129         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1130                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1131
1132         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1133 }
1134
1135 static void
1136 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1137 {
1138         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1139
1140         ztest_rll_lock(rll, type);
1141 }
1142
1143 static void
1144 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1145 {
1146         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1147
1148         ztest_rll_unlock(rll);
1149 }
1150
1151 static rl_t *
1152 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1153     uint64_t size, rl_type_t type)
1154 {
1155         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1156         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1157         rl_t *rl;
1158
1159         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1160         rl->rl_object = object;
1161         rl->rl_offset = offset;
1162         rl->rl_size = size;
1163         rl->rl_lock = rll;
1164
1165         ztest_rll_lock(rll, type);
1166
1167         return (rl);
1168 }
1169
1170 static void
1171 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1172 {
1173         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1174
1175         ztest_rll_unlock(rll);
1176
1177         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1178 }
1179
1180 static void
1181 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1182 {
1183         zd->zd_os = os;
1184         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1185         zd->zd_shared = szd;
1186         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1187
1188         if (zd->zd_shared != NULL)
1189                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1190
1191         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1192         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1193
1194         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1195                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1196
1197         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1198                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1199 }
1200
1201 static void
1202 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1203 {
1204         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1205
1206         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1207                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1208
1209         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1210                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1211 }
1212
1213 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1214
1215 static uint64_t
1216 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1217 {
1218         uint64_t txg;
1219         int error;
1220
1221         /*
1222          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1223          */
1224         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1225         if (error) {
1226                 if (error == ERESTART) {
1227                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1228                         dmu_tx_wait(tx);
1229                 } else {
1230                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1231                         ztest_record_enospc(tag);
1232                 }
1233                 dmu_tx_abort(tx);
1234                 return (0);
1235         }
1236         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1237         ASSERT(txg != 0);
1238         return (txg);
1239 }
1240
1241 static void
1242 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1243 {
1244         uint64_t *ip = buf;
1245         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1246
1247         while (ip < ip_end)
1248                 *ip++ = value;
1249 }
1250
1251 static boolean_t
1252 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1253 {
1254         uint64_t *ip = buf;
1255         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1256         uint64_t diff = 0;
1257
1258         while (ip < ip_end)
1259                 diff |= (value - *ip++);
1260
1261         return (diff == 0);
1262 }
1263
1264 static void
1265 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1266     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1267 {
1268         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1269         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1270         bt->bt_object = object;
1271         bt->bt_offset = offset;
1272         bt->bt_gen = gen;
1273         bt->bt_txg = txg;
1274         bt->bt_crtxg = crtxg;
1275 }
1276
1277 static void
1278 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1279     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1280 {
1281         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1282         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1283         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1284         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1285         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1286         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1287         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1288 }
1289
1290 static ztest_block_tag_t *
1291 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1292 {
1293         dmu_object_info_t doi;
1294         ztest_block_tag_t *bt;
1295
1296         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1297         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1298         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1299         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1300
1301         return (bt);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * ZIL logging ops
1306  */
1307
1308 #define lrz_type        lr_mode
1309 #define lrz_blocksize   lr_uid
1310 #define lrz_ibshift     lr_gid
1311 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1312 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1313
1314 static void
1315 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1316 {
1317         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1318         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1319         itx_t *itx;
1320
1321         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1322                 return;
1323
1324         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1325         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1326             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1327
1328         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1329 }
1330
1331 static void
1332 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1333 {
1334         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1335         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1336         itx_t *itx;
1337
1338         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1339                 return;
1340
1341         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1342         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1343             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1344
1345         itx->itx_oid = object;
1346         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1347 }
1348
1349 static void
1350 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1351 {
1352         itx_t *itx;
1353         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1354
1355         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1356                 return;
1357
1358         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1359                 write_state = WR_INDIRECT;
1360
1361         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1362             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1363
1364         if (write_state == WR_COPIED &&
1365             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1366             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1367                 zil_itx_destroy(itx);
1368                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1369                 write_state = WR_NEED_COPY;
1370         }
1371         itx->itx_private = zd;
1372         itx->itx_wr_state = write_state;
1373         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1374         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1375
1376         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1377             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1378
1379         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1380 }
1381
1382 static void
1383 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1384 {
1385         itx_t *itx;
1386
1387         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1388                 return;
1389
1390         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1391         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1392             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1393
1394         itx->itx_sync = B_FALSE;
1395         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1396 }
1397
1398 static void
1399 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1400 {
1401         itx_t *itx;
1402
1403         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1404                 return;
1405
1406         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1407         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1408             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1409
1410         itx->itx_sync = B_FALSE;
1411         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * ZIL replay ops
1416  */
1417 static int
1418 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1419 {
1420         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1421         objset_t *os = zd->zd_os;
1422         ztest_block_tag_t *bbt;
1423         dmu_buf_t *db;
1424         dmu_tx_t *tx;
1425         uint64_t txg;
1426         int error = 0;
1427
1428         if (byteswap)
1429                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1430
1431         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1432         ASSERT(name[0] != '\0');
1433
1434         tx = dmu_tx_create(os);
1435
1436         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1437
1438         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1439                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1440         } else {
1441                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1442         }
1443
1444         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1445         if (txg == 0)
1446                 return (ENOSPC);
1447
1448         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1449
1450         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1451                 if (lr->lr_foid == 0) {
1452                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1453                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1454                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1455                 } else {
1456                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1457                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1458                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1459                 }
1460         } else {
1461                 if (lr->lr_foid == 0) {
1462                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1463                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1464                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1465                 } else {
1466                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1467                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1468                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1469                 }
1470         }
1471
1472         if (error) {
1473                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1474                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1475                 dmu_tx_commit(tx);
1476                 return (error);
1477         }
1478
1479         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1480
1481         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1482                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1483                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1484
1485         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1486         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1487         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1488         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1489         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1490
1491         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1492             &lr->lr_foid, tx));
1493
1494         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1495
1496         dmu_tx_commit(tx);
1497
1498         return (0);
1499 }
1500
1501 static int
1502 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1503 {
1504         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1505         objset_t *os = zd->zd_os;
1506         dmu_object_info_t doi;
1507         dmu_tx_t *tx;
1508         uint64_t object, txg;
1509
1510         if (byteswap)
1511                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1512
1513         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1514         ASSERT(name[0] != '\0');
1515
1516         VERIFY3U(0, ==,
1517             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1518         ASSERT(object != 0);
1519
1520         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1521
1522         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1523
1524         tx = dmu_tx_create(os);
1525
1526         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1527         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1528
1529         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1530         if (txg == 0) {
1531                 ztest_object_unlock(zd, object);
1532                 return (ENOSPC);
1533         }
1534
1535         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1536                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1537         } else {
1538                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1539         }
1540
1541         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1542
1543         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1544
1545         dmu_tx_commit(tx);
1546
1547         ztest_object_unlock(zd, object);
1548
1549         return (0);
1550 }
1551
1552 static int
1553 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1554 {
1555         objset_t *os = zd->zd_os;
1556         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1557         uint64_t offset, length;
1558         ztest_block_tag_t *bt = data;
1559         ztest_block_tag_t *bbt;
1560         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1561         dmu_object_info_t doi;
1562         dmu_tx_t *tx;
1563         dmu_buf_t *db;
1564         arc_buf_t *abuf = NULL;
1565         rl_t *rl;
1566
1567         if (byteswap)
1568                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1569
1570         offset = lr->lr_offset;
1571         length = lr->lr_length;
1572
1573         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1574         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1575                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1576                 if (length < blocksize) {
1577                         offset -= offset % blocksize;
1578                         length = blocksize;
1579                 }
1580         }
1581
1582         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1583                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1584
1585         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1586                 bt = NULL;
1587
1588         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1589         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1590
1591         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1592
1593         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1594
1595         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1596         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1597         gen = bbt->bt_gen;
1598         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1599         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1600
1601         tx = dmu_tx_create(os);
1602
1603         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1604
1605         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1606             P2PHASE(offset, length) == 0)
1607                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1608
1609         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1610         if (txg == 0) {
1611                 if (abuf != NULL)
1612                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1613                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1614                 ztest_range_unlock(rl);
1615                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1616                 return (ENOSPC);
1617         }
1618
1619         if (bt != NULL) {
1620                 /*
1621                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1622                  * but not always, because we also want to verify correct
1623                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1624                  */
1625                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1626                 if (ztest_random(4) != 0) {
1627                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1628                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1629                         ztest_block_tag_t rbt;
1630
1631                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1632                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1633                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1634                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1635                                     offset, gen, txg, crtxg);
1636                         }
1637                 }
1638
1639                 /*
1640                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1641                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1642                  * open-context data, which may be different than the data
1643                  * as it was when the write was generated.
1644                  */
1645                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1646                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1647                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1648                             bt->bt_crtxg);
1649                 }
1650
1651                 /*
1652                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1653                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1654                  */
1655                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1656         }
1657
1658         if (abuf == NULL) {
1659                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1660         } else {
1661                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1662                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1663         }
1664
1665         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1666
1667         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1668
1669         dmu_tx_commit(tx);
1670
1671         ztest_range_unlock(rl);
1672         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1673
1674         return (0);
1675 }
1676
1677 static int
1678 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1679 {
1680         objset_t *os = zd->zd_os;
1681         dmu_tx_t *tx;
1682         uint64_t txg;
1683         rl_t *rl;
1684
1685         if (byteswap)
1686                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1687
1688         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1689         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1690             RL_WRITER);
1691
1692         tx = dmu_tx_create(os);
1693
1694         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1695
1696         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1697         if (txg == 0) {
1698                 ztest_range_unlock(rl);
1699                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1700                 return (ENOSPC);
1701         }
1702
1703         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1704             lr->lr_length, tx) == 0);
1705
1706         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1707
1708         dmu_tx_commit(tx);
1709
1710         ztest_range_unlock(rl);
1711         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1712
1713         return (0);
1714 }
1715
1716 static int
1717 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1718 {
1719         objset_t *os = zd->zd_os;
1720         dmu_tx_t *tx;
1721         dmu_buf_t *db;
1722         ztest_block_tag_t *bbt;
1723         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1724
1725         if (byteswap)
1726                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1727
1728         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1729
1730         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1731
1732         tx = dmu_tx_create(os);
1733         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1734
1735         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1736         if (txg == 0) {
1737                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1738                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1739                 return (ENOSPC);
1740         }
1741
1742         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1743         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1744         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1745         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1746
1747         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1748                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1749                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1750                 ASSERT(lrtxg != 0);
1751         } else {
1752                 /*
1753                  * Randomly change the size and increment the generation.
1754                  */
1755                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1756                     sizeof (*bbt);
1757                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1758                 ASSERT(lrtxg == 0);
1759         }
1760
1761         /*
1762          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1763          */
1764         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1765             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1766
1767         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1768
1769         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1770         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1771         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1772         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1773
1774         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1775
1776         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1777
1778         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1779
1780         dmu_tx_commit(tx);
1781
1782         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1783
1784         return (0);
1785 }
1786
1787 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1788         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1789         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1790         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1791         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1792         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1793         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1794         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1795         NULL,                   /* TX_LINK */
1796         NULL,                   /* TX_RENAME */
1797         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1798         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1799         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1800         NULL,                   /* TX_ACL */
1801         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1802         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1803         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1804         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1805         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1806         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1807         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1808 };
1809
1810 /*
1811  * ZIL get_data callbacks
1812  */
1813
1814 static void
1815 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1816 {
1817         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1818         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1819
1820         if (zgd->zgd_db)
1821                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1822
1823         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1824         ztest_object_unlock(zd, object);
1825
1826         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1827                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1828
1829         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1830 }
1831
1832 static int
1833 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1834 {
1835         ztest_ds_t *zd = arg;
1836         objset_t *os = zd->zd_os;
1837         uint64_t object = lr->lr_foid;
1838         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1839         uint64_t size = lr->lr_length;
1840         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1841         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1842         uint64_t crtxg;
1843         dmu_object_info_t doi;
1844         dmu_buf_t *db;
1845         zgd_t *zgd;
1846         int error;
1847
1848         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1849         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1850         if (error) {
1851                 ztest_object_unlock(zd, object);
1852                 return (error);
1853         }
1854
1855         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1856
1857         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1858                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1859                 ztest_object_unlock(zd, object);
1860                 return (ENOENT);
1861         }
1862
1863         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1864         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1865         db = NULL;
1866
1867         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1868         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1869         zgd->zgd_private = zd;
1870
1871         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1872                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1873                     RL_READER);
1874
1875                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1876                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1877                 ASSERT(error == 0);
1878         } else {
1879                 size = doi.doi_data_block_size;
1880                 if (ISP2(size)) {
1881                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1882                 } else {
1883                         ASSERT(offset < size);
1884                         offset = 0;
1885                 }
1886
1887                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1888                     RL_READER);
1889
1890                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1891                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1892
1893                 if (error == 0) {
1894                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1895                         if (obp) {
1896                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1897                                 *bp = *obp;
1898                         }
1899
1900                         zgd->zgd_db = db;
1901                         zgd->zgd_bp = bp;
1902
1903                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1904                         ASSERT(db->db_size == size);
1905
1906                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1907                             ztest_get_done, zgd);
1908
1909                         if (error == 0)
1910                                 return (0);
1911                 }
1912         }
1913
1914         ztest_get_done(zgd, error);
1915
1916         return (error);
1917 }
1918
1919 static void *
1920 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1921 {
1922         char *lr;
1923         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1924
1925         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1926
1927         if (name)
1928                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1929
1930         return (lr);
1931 }
1932
1933 void
1934 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1935 {
1936         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1937
1938         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1943  */
1944 static int
1945 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1946 {
1947         int missing = 0;
1948         int error;
1949
1950         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1951
1952         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1953                 od->od_object = 0;
1954                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1955                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1956                 if (error) {
1957                         ASSERT(error == ENOENT);
1958                         ASSERT(od->od_object == 0);
1959                         missing++;
1960                 } else {
1961                         dmu_buf_t *db;
1962                         ztest_block_tag_t *bbt;
1963                         dmu_object_info_t doi;
1964
1965                         ASSERT(od->od_object != 0);
1966                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1967
1968                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1969                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1970                             od->od_object, FTAG, &db));
1971                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1972                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1973                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1974                         od->od_type = doi.doi_type;
1975                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1976                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1977                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1978                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1979                 }
1980         }
1981
1982         return (missing);
1983 }
1984
1985 static int
1986 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1987 {
1988         int missing = 0;
1989
1990         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1991
1992         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1993                 if (missing) {
1994                         od->od_object = 0;
1995                         missing++;
1996                         continue;
1997                 }
1998
1999                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2000
2001                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2002                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2003                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2004                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2005                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2006                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2007                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2008                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2009                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2010
2011                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2012                         ASSERT(missing == 0);
2013                         od->od_object = 0;
2014                         missing++;
2015                 } else {
2016                         od->od_object = lr->lr_foid;
2017                         od->od_type = od->od_crtype;
2018                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2019                         od->od_gen = od->od_crgen;
2020                         ASSERT(od->od_object != 0);
2021                 }
2022
2023                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2024         }
2025
2026         return (missing);
2027 }
2028
2029 static int
2030 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2031 {
2032         int missing = 0;
2033         int error;
2034
2035         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2036
2037         od += count - 1;
2038
2039         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2040                 if (missing) {
2041                         missing++;
2042                         continue;
2043                 }
2044
2045                 /*
2046                  * No object was found.
2047                  */
2048                 if (od->od_object == 0)
2049                         continue;
2050
2051                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2052
2053                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2054
2055                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2056                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2057                         missing++;
2058                 } else {
2059                         od->od_object = 0;
2060                 }
2061                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2062         }
2063
2064         return (missing);
2065 }
2066
2067 static int
2068 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2069     void *data)
2070 {
2071         lr_write_t *lr;
2072         int error;
2073
2074         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2075
2076         lr->lr_foid = object;
2077         lr->lr_offset = offset;
2078         lr->lr_length = size;
2079         lr->lr_blkoff = 0;
2080         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2081
2082         bcopy(data, lr + 1, size);
2083
2084         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2085
2086         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2087
2088         return (error);
2089 }
2090
2091 static int
2092 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2093 {
2094         lr_truncate_t *lr;
2095         int error;
2096
2097         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2098
2099         lr->lr_foid = object;
2100         lr->lr_offset = offset;
2101         lr->lr_length = size;
2102
2103         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2104
2105         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2106
2107         return (error);
2108 }
2109
2110 static int
2111 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2112 {
2113         lr_setattr_t *lr;
2114         int error;
2115
2116         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2117
2118         lr->lr_foid = object;
2119         lr->lr_size = 0;
2120         lr->lr_mode = 0;
2121
2122         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2123
2124         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2125
2126         return (error);
2127 }
2128
2129 static void
2130 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2131 {
2132         objset_t *os = zd->zd_os;
2133         dmu_tx_t *tx;
2134         uint64_t txg;
2135         rl_t *rl;
2136
2137         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2138
2139         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2140         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2141
2142         tx = dmu_tx_create(os);
2143
2144         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2145
2146         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2147
2148         if (txg != 0) {
2149                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2150                 dmu_tx_commit(tx);
2151                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2152         } else {
2153                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2154         }
2155
2156         ztest_range_unlock(rl);
2157         ztest_object_unlock(zd, object);
2158 }
2159
2160 static void
2161 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2162 {
2163         int err;
2164         ztest_block_tag_t wbt;
2165         dmu_object_info_t doi;
2166         enum ztest_io_type io_type;
2167         uint64_t blocksize;
2168         void *data;
2169
2170         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2171         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2172         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2173
2174         /*
2175          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2176          */
2177         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2178         if (ztest_random(2) == 0)
2179                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2180
2181         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2182
2183         switch (io_type) {
2184
2185         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2186                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2187                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2188                 break;
2189
2190         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2191                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2192                 if (ztest_random(2) == 0) {
2193                         /*
2194                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2195                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2196                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2197                          */
2198                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2199                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2200                 }
2201                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2202                 break;
2203
2204         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2205                 bzero(data, blocksize);
2206                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2207                 break;
2208
2209         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2210                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2211                 break;
2212
2213         case ZTEST_IO_SETATTR:
2214                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2215                 break;
2216
2217         case ZTEST_IO_REWRITE:
2218                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2219                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2220                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2221                     B_FALSE);
2222                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2223                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2224                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2225                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2226                     B_FALSE);
2227                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2228                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2229
2230                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2231                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2232
2233                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2234                 break;
2235         }
2236
2237         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2238
2239         umem_free(data, blocksize);
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Initialize an object description template.
2244  */
2245 static void
2246 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2247     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2248 {
2249         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2250         od->od_object = 0;
2251
2252         od->od_crtype = type;
2253         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2254         od->od_crgen = gen;
2255
2256         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2257         od->od_blocksize = 0;
2258         od->od_gen = 0;
2259
2260         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2261             tag, (int64_t)id, index);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2266  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2267  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2268  * use the existing objects.
2269  */
2270 static int
2271 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2272 {
2273         int count = size / sizeof (*od);
2274         int rv = 0;
2275
2276         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2277         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2278             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2279             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2280                 rv = -1;
2281         zd->zd_od = od;
2282         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2283
2284         return (rv);
2285 }
2286
2287 /* ARGSUSED */
2288 void
2289 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2290 {
2291         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2292
2293         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2294
2295         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2296
2297         /*
2298          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2299          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2300          * will verify that the log really does contain this record.
2301          */
2302         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2303         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2304         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2305         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2306         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2307
2308         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2313  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2314  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2315  */
2316 /* ARGSUSED */
2317 void
2318 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2319 {
2320         objset_t *os = zd->zd_os;
2321
2322         /*
2323          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2324          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2325          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2326          */
2327         VERIFY0(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock));
2328         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2329
2330         /* zfsvfs_teardown() */
2331         zil_close(zd->zd_zilog);
2332
2333         /* zfsvfs_setup() */
2334         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2335         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2336
2337         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2338         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2343  * or create a pool with a bad vdev spec.
2344  */
2345 /* ARGSUSED */
2346 void
2347 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2348 {
2349         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2350         spa_t *spa;
2351         nvlist_t *nvroot;
2352
2353         /*
2354          * Attempt to create using a bad file.
2355          */
2356         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2357         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2358             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2359         nvlist_free(nvroot);
2360
2361         /*
2362          * Attempt to create using a bad mirror.
2363          */
2364         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2365         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2366             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2367         nvlist_free(nvroot);
2368
2369         /*
2370          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2371          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2372          */
2373         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2374         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2375         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2376         nvlist_free(nvroot);
2377         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2378         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2379         spa_close(spa, FTAG);
2380
2381         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2382 }
2383
2384 /* ARGSUSED */
2385 void
2386 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2387 {
2388         spa_t *spa;
2389         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2390         uint64_t version, newversion;
2391         nvlist_t *nvroot, *props;
2392         char *name;
2393
2394         VERIFY0(mutex_lock(&ztest_vdev_lock));
2395         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2396
2397         /*
2398          * Clean up from previous runs.
2399          */
2400         (void) spa_destroy(name);
2401
2402         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2403             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2404
2405         /*
2406          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2407          * the initial version is capable of supporting that feature.
2408          */
2409         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2410         case 0:
2411         case 1:
2412                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2413                 break;
2414         case 2:
2415                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2416                 break;
2417         case 3:
2418                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2419                 break;
2420         }
2421
2422         /*
2423          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2424          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2425          */
2426         do {
2427                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2428         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2429
2430         props = fnvlist_alloc();
2431         fnvlist_add_uint64(props,
2432             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2433         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2434         fnvlist_free(nvroot);
2435         fnvlist_free(props);
2436
2437         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2438         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2439         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2440
2441         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2442                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2443                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2444         }
2445
2446         spa_upgrade(spa, newversion);
2447         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2448         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2449             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2450         spa_close(spa, FTAG);
2451
2452         strfree(name);
2453         VERIFY0(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock));
2454 }
2455
2456 static vdev_t *
2457 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2458 {
2459         vdev_t *mvd;
2460
2461         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2462                 return (vd);
2463
2464         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2465                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2466                     NULL)
2467                         return (mvd);
2468
2469         return (NULL);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2474  */
2475 int
2476 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2477 {
2478         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2479         int c;
2480
2481         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2482
2483         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2484                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2485
2486                 if (cvd->vdev_ishole)
2487                         break;
2488         }
2489         return (c);
2490 }
2491
2492 /*
2493  * Verify that vdev_add() works as expected.
2494  */
2495 /* ARGSUSED */
2496 void
2497 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2498 {
2499         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2500         spa_t *spa = ztest_spa;
2501         uint64_t leaves;
2502         uint64_t guid;
2503         nvlist_t *nvroot;
2504         int error;
2505
2506         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2507         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2508
2509         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2510
2511         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2512
2513         /*
2514          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2515          */
2516         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2517                 /*
2518                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2519                  */
2520                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2521
2522                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2523
2524                 /*
2525                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2526                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2527                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2528                  * grab a reference on the dataset which may cause
2529                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2530                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2531                  */
2532                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2533                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2534                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2535
2536                 if (error && error != EEXIST)
2537                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2538         } else {
2539                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2540
2541                 /*
2542                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2543                  */
2544                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2545                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2546                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2547                     zs->zs_mirrors, 1);
2548
2549                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2550                 nvlist_free(nvroot);
2551
2552                 if (error == ENOSPC)
2553                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2554                 else if (error != 0)
2555                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2556         }
2557
2558         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2563  */
2564 /* ARGSUSED */
2565 void
2566 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2567 {
2568         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2569         spa_t *spa = ztest_spa;
2570         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2571         spa_aux_vdev_t *sav;
2572         char *aux;
2573         uint64_t guid = 0;
2574         int error;
2575
2576         if (ztest_random(2) == 0) {
2577                 sav = &spa->spa_spares;
2578                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2579         } else {
2580                 sav = &spa->spa_l2cache;
2581                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2582         }
2583
2584         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2585
2586         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2587
2588         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2589                 /*
2590                  * Pick a random device to remove.
2591                  */
2592                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2593         } else {
2594                 /*
2595                  * Find an unused device we can add.
2596                  */
2597                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2598                 for (;;) {
2599                         char path[MAXPATHLEN];
2600                         int c;
2601                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2602                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2603                             zs->zs_vdev_aux);
2604                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2605                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2606                                     path) == 0)
2607                                         break;
2608                         if (c == sav->sav_count &&
2609                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2610                                 break;
2611                         zs->zs_vdev_aux++;
2612                 }
2613         }
2614
2615         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2616
2617         if (guid == 0) {
2618                 /*
2619                  * Add a new device.
2620                  */
2621                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2622                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2623                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2624                 if (error != 0)
2625                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2626                 nvlist_free(nvroot);
2627         } else {
2628                 /*
2629                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2630                  * vdev state first to make sure we handle removal
2631                  * of devices that have pending state changes.
2632                  */
2633                 if (ztest_random(2) == 0)
2634                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2635
2636                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2637                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2638                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2639         }
2640
2641         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2642 }
2643
2644 /*
2645  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2646  */
2647 /* ARGSUSED */
2648 void
2649 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2650 {
2651         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2652         spa_t *spa = ztest_spa;
2653         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2654         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2655         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2656         int error = 0;
2657
2658         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2659
2660         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2661         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2662                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2663                 return;
2664         }
2665
2666         /* clean up the old pool, if any */
2667         (void) spa_destroy("splitp");
2668
2669         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2670
2671         /* generate a config from the existing config */
2672         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2673         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2674             &tree) == 0);
2675         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2676
2677         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2678             &children) == 0);
2679
2680         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2681         for (c = 0; c < children; c++) {
2682                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2683                 nvlist_t **mchild;
2684                 uint_t mchildren;
2685
2686                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2687                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2688                             0) == 0);
2689                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2690                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2691                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2692                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2693                         if (lastlogid == 0)
2694                                 lastlogid = schildren;
2695                         ++schildren;
2696                         continue;
2697                 }
2698                 lastlogid = 0;
2699                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2700                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2701                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2702         }
2703
2704         /* OK, create a config that can be used to split */
2705         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2706         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2707             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2708         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2709             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2710
2711         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2712         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2713
2714         for (c = 0; c < schildren; c++)
2715                 nvlist_free(schild[c]);
2716         free(schild);
2717         nvlist_free(split);
2718
2719         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2720
2721         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2722         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2723         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2724
2725         nvlist_free(config);
2726
2727         if (error == 0) {
2728                 (void) printf("successful split - results:\n");
2729                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2730                 show_pool_stats(spa);
2731                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2732                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2733                 ++zs->zs_splits;
2734                 --zs->zs_mirrors;
2735         }
2736         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2737
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Verify that we can attach and detach devices.
2742  */
2743 /* ARGSUSED */
2744 void
2745 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2746 {
2747         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2748         spa_t *spa = ztest_spa;
2749         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2750         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2751         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2752         nvlist_t *root;
2753         uint64_t leaves;
2754         uint64_t leaf, top;
2755         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2756         uint64_t oldguid, pguid;
2757         uint64_t oldsize, newsize;
2758         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2759         int replacing;
2760         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2761         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2762         int oldvd_is_log;
2763         int error, expected_error;
2764
2765         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2766         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2767
2768         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2769
2770         /*
2771          * Decide whether to do an attach or a replace.
2772          */
2773         replacing = ztest_random(2);
2774
2775         /*
2776          * Pick a random top-level vdev.
2777          */
2778         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2779
2780         /*
2781          * Pick a random leaf within it.
2782          */
2783         leaf = ztest_random(leaves);
2784
2785         /*
2786          * Locate this vdev.
2787          */
2788         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2789         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2790                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2791                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2792                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2793         }
2794         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2795                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2796                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2797                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2798         }
2799
2800         /*
2801          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2802          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2803          */
2804         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2805                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2806                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2807                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2808         }
2809
2810         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2811         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2812         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2813         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2814         pvd = oldvd->vdev_parent;
2815         pguid = pvd->vdev_guid;
2816
2817         /*
2818          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2819          */
2820         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2821                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2822                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2823                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2824                     error != ENOTSUP)
2825                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2826                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2827                 return;
2828         }
2829
2830         /*
2831          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2832          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2833          */
2834         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2835                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2836                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2837                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2838         } else {
2839                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2840                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2841                     top * leaves + leaf);
2842                 if (ztest_random(2) == 0)
2843                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2844                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2845         }
2846
2847         if (newvd) {
2848                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2849         } else {
2850                 /*
2851                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2852                  * If it's smaller, the attach should fail.
2853                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2854                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2855                  */
2856                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2857         }
2858
2859         /*
2860          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2861          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2862          *
2863          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2864          *
2865          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2866          */
2867         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2868             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2869             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2870             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2871                 expected_error = ENOTSUP;
2872         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2873                 expected_error = ENOTSUP;
2874         else if (newvd == oldvd)
2875                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2876         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2877                 expected_error = EBUSY;
2878         else if (newsize < oldsize)
2879                 expected_error = EOVERFLOW;
2880         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2881                 expected_error = EDOM;
2882         else
2883                 expected_error = 0;
2884
2885         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2886
2887         /*
2888          * Build the nvlist describing newpath.
2889          */
2890         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2891             ashift, 0, 0, 0, 1);
2892
2893         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2894
2895         nvlist_free(root);
2896
2897         /*
2898          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2899          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2900          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2901          */
2902         if (expected_error == ENOTSUP &&
2903             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2904                 expected_error = error;
2905
2906         /*
2907          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2908          */
2909         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2910                 expected_error = error;
2911
2912         /* XXX workaround 6690467 */
2913         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2914                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2915                     "returned %d, expected %d",
2916                     oldpath, oldsize, newpath,
2917                     newsize, replacing, error, expected_error);
2918         }
2919
2920         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2925  */
2926 vdev_t *
2927 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2928 {
2929         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2930         size_t *newsize = arg;
2931         size_t fsize;
2932         int fd;
2933
2934         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2935         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2936
2937         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2938                 return (vd);
2939
2940         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2941         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2942
2943         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2944                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2945                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2946         }
2947         (void) close(fd);
2948         return (NULL);
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2953  */
2954 /* ARGSUSED */
2955 vdev_t *
2956 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2957 {
2958         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2959         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2960         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2961         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2962         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2963         int error;
2964
2965         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2966         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2967
2968         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2969         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2970         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2971         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2972
2973         /*
2974          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2975          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2976          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2977          */
2978         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2979                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2980                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2981                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2982                 }
2983                 return (vd);
2984         }
2985         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2986
2987         /*
2988          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2989          * still talking to the original vdev. It's possible this
2990          * vdev may have been detached/replaced while we were
2991          * trying to online it.
2992          */
2993         if (generation != spa->spa_config_generation) {
2994                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2995                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
2996                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
2997                             "got gen %llu\n",
2998                             (u_longlong_t)guid,
2999                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3000                             (u_longlong_t)generation,
3001                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3002                 }
3003                 return (vd);
3004         }
3005         return (NULL);
3006 }
3007
3008 /*
3009  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3010  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3011  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3012  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3013  * leaf vdev we encounter.
3014  */
3015 vdev_t *
3016 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3017 {
3018         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3019                 if (func == NULL)
3020                         return (vd);
3021                 else
3022                         return (func(vd, arg));
3023         }
3024
3025         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3026                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3027                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3028                         return (cvd);
3029         }
3030         return (NULL);
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3035  */
3036 /* ARGSUSED */
3037 void
3038 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3039 {
3040         spa_t *spa = ztest_spa;
3041         vdev_t *vd, *tvd;
3042         metaslab_class_t *mc;
3043         metaslab_group_t *mg;
3044         size_t psize, newsize;
3045         uint64_t top;
3046         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3047
3048         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3049         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3050
3051         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3052
3053         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3054         mg = tvd->vdev_mg;
3055         mc = mg->mg_class;
3056         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3057         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3058
3059         /*
3060          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3061          * our top-level device.
3062          */
3063         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3064         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3065         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3066
3067         psize = vd->vdev_psize;
3068
3069         /*
3070          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3071          * original size, and it has a valid psize.
3072          */
3073         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3074             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3075                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3076                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3077                 return;
3078         }
3079         ASSERT(psize > 0);
3080         newsize = psize + psize / 8;
3081         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3082
3083         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3084                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3085                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3086         }
3087
3088         /*
3089          * Growing the vdev is a two step process:
3090          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3091          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3092          */
3093         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3094             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3095             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3096                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3097                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3098                             "the vdev configuration changed.\n");
3099                 }
3100                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3101                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3102                 return;
3103         }
3104
3105         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3106
3107         /*
3108          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3109          * thus we must wait for the async thread to complete any
3110          * pending tasks before proceeding.
3111          */
3112         for (;;) {
3113                 boolean_t done;
3114                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3115                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3116                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3117                 if (done)
3118                         break;
3119                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3120                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3121         }
3122
3123         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3124
3125         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3126         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3127         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3128
3129         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3130                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3131                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3132                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3133                 }
3134                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3135                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3136                 return;
3137         }
3138
3139         /*
3140          * Make sure we were able to grow the vdev.
3141          */
3142         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3143                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3144                     old_ms_count, new_ms_count);
3145
3146         /*
3147          * Make sure we were able to grow the pool.
3148          */
3149         if (new_class_space <= old_class_space)
3150                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3151                     old_class_space, new_class_space);
3152
3153         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3154                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3155
3156                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3157                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3158                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3159                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3160         }
3161
3162         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3163         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3168  */
3169 /* ARGSUSED */
3170 static void
3171 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3172 {
3173         /*
3174          * Create the objects common to all ztest datasets.
3175          */
3176         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3177             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3178 }
3179
3180 static int
3181 ztest_dataset_create(char *dsname)
3182 {
3183         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3184         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3185             ztest_objset_create_cb, NULL);
3186
3187         if (err || zilset < 80)
3188                 return (err);
3189
3190         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3191                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3192         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3193             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3194 }
3195
3196 /* ARGSUSED */
3197 static int
3198 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3199 {
3200         objset_t *os;
3201         dmu_object_info_t doi;
3202         int error;
3203
3204         /*
3205          * Verify that the dataset contains a directory object.
3206          */
3207         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3208         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3209         if (error != ENOENT) {
3210                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3211                 ASSERT0(error);
3212                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3213                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3214         }
3215         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3216
3217         /*
3218          * Destroy the dataset.
3219          */
3220         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3221                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3222         } else {
3223                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3224         }
3225         return (0);
3226 }
3227
3228 static boolean_t
3229 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3230 {
3231         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3232         int error;
3233
3234         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3235
3236         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3237         if (error == ENOSPC) {
3238                 ztest_record_enospc(FTAG);
3239                 return (B_FALSE);
3240         }
3241         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3242                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3243                     snapname, error);
3244         }
3245         return (B_TRUE);
3246 }
3247
3248 static boolean_t
3249 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3250 {
3251         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3252         int error;
3253
3254         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3255             (u_longlong_t)id);
3256
3257         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3258         if (error != 0 && error != ENOENT)
3259                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3260         return (B_TRUE);
3261 }
3262
3263 /* ARGSUSED */
3264 void
3265 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3266 {
3267         ztest_ds_t zdtmp;
3268         int iters;
3269         int error;
3270         objset_t *os, *os2;
3271         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3272         zilog_t *zilog;
3273
3274         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3275
3276         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3277             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3278
3279         /*
3280          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3281          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3282          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3283          */
3284         if (ztest_random(2) == 0 &&
3285             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3286                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3287                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3288                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3289                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3290         }
3291
3292         /*
3293          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3294          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3295          * and all of its snapshots.
3296          */
3297         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3298             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3299
3300         /*
3301          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3302          */
3303         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3304             FTAG, &os));
3305
3306         /*
3307          * Verify that we can create a new dataset.
3308          */
3309         error = ztest_dataset_create(name);
3310         if (error) {
3311                 if (error == ENOSPC) {
3312                         ztest_record_enospc(FTAG);
3313                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3314                         return;
3315                 }
3316                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3317         }
3318
3319         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3320
3321         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3322
3323         /*
3324          * Open the intent log for it.
3325          */
3326         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3327
3328         /*
3329          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3330          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3331          */
3332         iters = ztest_random(5);
3333         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3334                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3335                 if (ztest_random(iters) == 0)
3336                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3337         }
3338
3339         /*
3340          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3341          */
3342         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3343             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3344
3345         /*
3346          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3347          */
3348         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3349         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3350
3351         /*
3352          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3353          */
3354         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3355             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3356
3357         zil_close(zilog);
3358         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3359         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3360
3361         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3366  */
3367 void
3368 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3369 {
3370         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3371         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3372         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3373         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3374 }
3375
3376 /*
3377  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3378  */
3379 void
3380 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3381 {
3382         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3383         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3384         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3385         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3386         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3387         int error;
3388
3389         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3390             "%s@s1_%llu", osname, id);
3391         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3392             "%s/c1_%llu", osname, id);
3393         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3394             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3395         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3396             "%s/c2_%llu", osname, id);
3397         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3398             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3399
3400         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3401         if (error && error != ENOENT)
3402                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3403         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3404         if (error && error != ENOENT)
3405                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3406         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3407         if (error && error != ENOENT)
3408                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3409         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3410         if (error && error != ENOENT)
3411                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3412         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3413         if (error && error != ENOENT)
3414                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3415 }
3416
3417 /*
3418  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3419  */
3420 void
3421 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3422 {
3423         objset_t *os;
3424         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3425         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3426         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3427         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3428         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3429         char *osname = zd->zd_name;
3430         int error;
3431
3432         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3433
3434         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3435
3436         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3437             "%s@s1_%llu", osname, id);
3438         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3439             "%s/c1_%llu", osname, id);
3440         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3441             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3442         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3443             "%s/c2_%llu", osname, id);
3444         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3445             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3446
3447         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3448         if (error && error != EEXIST) {
3449                 if (error == ENOSPC) {
3450                         ztest_record_enospc(FTAG);
3451                         goto out;
3452                 }
3453                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3454         }
3455
3456         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3457         if (error) {
3458                 if (error == ENOSPC) {
3459                         ztest_record_enospc(FTAG);
3460                         goto out;
3461                 }
3462                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3463         }
3464
3465         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3466         if (error && error != EEXIST) {
3467                 if (error == ENOSPC) {
3468                         ztest_record_enospc(FTAG);
3469                         goto out;
3470                 }
3471                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3472         }
3473
3474         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3475         if (error && error != EEXIST) {
3476                 if (error == ENOSPC) {
3477                         ztest_record_enospc(FTAG);
3478                         goto out;
3479                 }
3480                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3481         }
3482
3483         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3484         if (error) {
3485                 if (error == ENOSPC) {
3486                         ztest_record_enospc(FTAG);
3487                         goto out;
3488                 }
3489                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3490         }
3491
3492         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3493         if (error)
3494                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3495         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3496         if (error == ENOSPC) {
3497                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3498                 ztest_record_enospc(FTAG);
3499                 goto out;
3500         }
3501         if (error != EBUSY)
3502                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3503                     error);
3504         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3505
3506 out:
3507         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3508
3509         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3514  */
3515 void
3516 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3517 {
3518         ztest_od_t od[4];
3519         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3520
3521         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3522                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3523
3524         /*
3525          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3526          * and do some I/O on the new objects.
3527          */
3528         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3529                 return;
3530
3531         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3532                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3533                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3534 }
3535
3536 /*
3537  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3538  */
3539 void
3540 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3541 {
3542         objset_t *os = zd->zd_os;
3543         ztest_od_t od[2];
3544         dmu_tx_t *tx;
3545         int i, freeit, error;
3546         uint64_t n, s, txg;
3547         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3548         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3549         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3550         uint64_t regions = 997;
3551         uint64_t stride = 123456789ULL;
3552         uint64_t width = 40;
3553         int free_percent = 5;
3554
3555         /*
3556          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3557          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3558          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3559          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3560          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3561          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3562          *
3563          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3564          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3565          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3566          *
3567          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3568          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3569          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3570          *
3571          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3572          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3573          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3574          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3575          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3576          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3577          */
3578
3579         /*
3580          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3581          */
3582         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3583         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3584
3585         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3586                 return;
3587
3588         bigobj = od[0].od_object;
3589         packobj = od[1].od_object;
3590         chunksize = od[0].od_gen;
3591         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3592
3593         /*
3594          * Prefetch a random chunk of the big object.
3595          * Our aim here is to get some async reads in flight
3596          * for blocks that we may free below; the DMU should
3597          * handle this race correctly.
3598          */
3599         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3600         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3601         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3602             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3603
3604         /*
3605          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3606          */
3607         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3608         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3609
3610         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3611         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3612
3613         bigoff = n * chunksize;
3614         bigsize = s * chunksize;
3615
3616         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3617         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3618
3619         /*
3620          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3621          * overwriting it.
3622          */
3623         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3624
3625         /*
3626          * Read the current contents of our objects.
3627          */
3628         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3629             DMU_READ_PREFETCH);
3630         ASSERT0(error);
3631         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3632             DMU_READ_PREFETCH);
3633         ASSERT0(error);
3634
3635         /*
3636          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3637          */
3638         tx = dmu_tx_create(os);
3639
3640         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3641
3642         if (freeit)
3643                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3644         else
3645                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3646
3647         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3648         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3649
3650         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3651         if (txg == 0) {
3652                 umem_free(packbuf, packsize);
3653                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3654                 return;
3655         }
3656
3657         enum zio_checksum cksum;
3658         do {
3659                 cksum = (enum zio_checksum)
3660                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3661         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3662         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3663
3664         enum zio_compress comp;
3665         do {
3666                 comp = (enum zio_compress)
3667                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3668         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3669         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3670
3671         /*
3672          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3673          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3674          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3675          * with the new values we want to write out.
3676          */
3677         for (i = 0; i < s; i++) {
3678                 /* LINTED */
3679                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3680                 /* LINTED */
3681                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3682                 /* LINTED */
3683                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3684
3685                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3686                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3687
3688                 if (pack->bw_txg > txg)
3689                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3690                             pack->bw_txg, txg);
3691
3692                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3693                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3694                             pack->bw_index, n, i);
3695
3696                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3697                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3698
3699                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3700                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3701
3702                 if (freeit) {
3703                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3704                 } else {
3705                         pack->bw_index = n + i;
3706                         pack->bw_txg = txg;
3707                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3708                 }
3709                 *bigH = *pack;
3710                 *bigT = *pack;
3711         }
3712
3713         /*
3714          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3715          * Now write them out.
3716          */
3717         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3718
3719         if (freeit) {
3720                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3721                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3722                             " txg %llx\n",
3723                             (u_longlong_t)bigoff,
3724                             (u_longlong_t)bigsize,
3725                             (u_longlong_t)txg);
3726                 }
3727                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3728         } else {
3729                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3730                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3731                             " txg %llx\n",
3732                             (u_longlong_t)bigoff,
3733                             (u_longlong_t)bigsize,
3734                             (u_longlong_t)txg);
3735                 }
3736                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3737         }
3738
3739         dmu_tx_commit(tx);
3740
3741         /*
3742          * Sanity check the stuff we just wrote.
3743          */
3744         {
3745                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3746                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3747
3748                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3749                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3750                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3751                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3752
3753                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3754                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3755
3756                 umem_free(packcheck, packsize);
3757                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3758         }
3759
3760         umem_free(packbuf, packsize);
3761         umem_free(bigbuf, bigsize);
3762 }
3763
3764 void
3765 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3766     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3767 {
3768         uint64_t i;
3769         bufwad_t *pack;
3770         bufwad_t *bigH;
3771         bufwad_t *bigT;
3772
3773         /*
3774          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3775          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3776          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3777          * with the new values we want to write out.
3778          */
3779         for (i = 0; i < s; i++) {
3780                 /* LINTED */
3781                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3782                 /* LINTED */
3783                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3784                 /* LINTED */
3785                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3786
3787                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3788                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3789
3790                 if (pack->bw_txg > txg)
3791                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3792                             pack->bw_txg, txg);
3793
3794                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3795                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3796                             pack->bw_index, n, i);
3797
3798                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3799                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3800
3801                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3802                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3803
3804                 pack->bw_index = n + i;
3805                 pack->bw_txg = txg;
3806                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3807
3808                 *bigH = *pack;
3809                 *bigT = *pack;
3810         }
3811 }
3812
3813 void
3814 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3815 {
3816         objset_t *os = zd->zd_os;
3817         ztest_od_t od[2];
3818         dmu_tx_t *tx;
3819         uint64_t i;
3820         int error;
3821         uint64_t n, s, txg;
3822         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3823         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3824         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3825         uint64_t chunksize = blocksize;
3826         uint64_t regions = 997;
3827         uint64_t stride = 123456789ULL;
3828         uint64_t width = 9;
3829         dmu_buf_t *bonus_db;
3830         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3831         dmu_object_info_t doi;
3832
3833         /*
3834          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3835          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3836          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3837          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3838          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3839          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3840          *
3841          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3842          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3843          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3844          *
3845          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3846          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3847          */
3848
3849         /*
3850          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3851          */
3852         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3853         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3854
3855         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3856                 return;
3857
3858         bigobj = od[0].od_object;
3859         packobj = od[1].od_object;
3860         blocksize = od[0].od_blocksize;
3861         chunksize = blocksize;
3862         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3863
3864         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3865         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3866         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3867         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3868
3869         /*
3870          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3871          */
3872         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3873         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3874
3875         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3876         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3877
3878         bigoff = n * chunksize;
3879         bigsize = s * chunksize;
3880
3881         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3882         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3883
3884         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3885
3886         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3887
3888         /*
3889          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3890          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3891          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3892          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3893          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3894          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3895          * Iteration 6 one more zcopy write.
3896          */
3897         for (i = 0; i < 7; i++) {
3898                 uint64_t j;
3899                 uint64_t off;
3900
3901                 /*
3902                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3903                  * that don't match bigobj blksz to test
3904                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3905                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3906                  */
3907                 for (j = 0; j < s; j++) {
3908                         if (i != 5) {
3909                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3910                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3911                         } else {
3912                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3913                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3914                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3915                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3916                         }
3917                 }
3918
3919                 /*
3920                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3921                  */
3922                 tx = dmu_tx_create(os);
3923
3924                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3925                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3926
3927                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3928                 if (txg == 0) {
3929                         umem_free(packbuf, packsize);
3930                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3931                         for (j = 0; j < s; j++) {
3932                                 if (i != 5) {
3933                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3934                                 } else {
3935                                         dmu_return_arcbuf(
3936                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3937                                         dmu_return_arcbuf(
3938                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3939                                 }
3940                         }
3941                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3942                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3943                         return;
3944                 }
3945
3946                 /*
3947                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3948                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3949                  * existing dbufs for the specified offsets.
3950                  */
3951                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3952                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3953                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3954                         ASSERT0(error);
3955                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3956                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3957                         ASSERT0(error);
3958                 }
3959                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3960                     n, chunksize, txg);
3961
3962                 /*
3963                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3964                  * Now write them out.
3965                  */
3966                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3967                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3968                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3969                             " txg %llx\n",
3970                             (u_longlong_t)bigoff,
3971                             (u_longlong_t)bigsize,
3972                             (u_longlong_t)txg);
3973                 }
3974                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3975                         dmu_buf_t *dbt;
3976                         if (i != 5) {
3977                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3978                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3979                         } else {
3980                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3981                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3982                                     chunksize / 2);
3983                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3984                                     chunksize / 2,
3985                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3986                                     chunksize / 2);
3987                         }
3988
3989                         if (i == 1) {
3990                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3991                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3992                         }
3993                         if (i != 5) {
3994                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3995                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3996                         } else {
3997                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3998                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
3999                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4000                                     off + chunksize / 2,
4001                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4002                         }
4003                         if (i == 1) {
4004                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4005                         }
4006                 }
4007                 dmu_tx_commit(tx);
4008
4009                 /*
4010                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4011                  */
4012                 {
4013                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4014                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4015
4016                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4017                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4018                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4019                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4020
4021                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4022                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4023
4024                         umem_free(packcheck, packsize);
4025                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4026                 }
4027                 if (i == 2) {
4028                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4029                 } else if (i == 3) {
4030                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4031                 }
4032         }
4033
4034         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4035         umem_free(packbuf, packsize);
4036         umem_free(bigbuf, bigsize);
4037         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4038 }
4039
4040 /* ARGSUSED */
4041 void
4042 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4043 {
4044         ztest_od_t od[1];
4045         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4046             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4047
4048         /*
4049          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4050          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4051          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4052          */
4053         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4054
4055         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4056                 return;
4057
4058         while (ztest_random(10) != 0)
4059                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4060 }
4061
4062 void
4063 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4064 {
4065         ztest_od_t od[1];
4066         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4067             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4068         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4069         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4070         void *data;
4071
4072         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4073
4074         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4075                 return;
4076
4077         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4078                 return;
4079
4080         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4081
4082         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4083
4084         while (ztest_random(count) != 0) {
4085                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4086                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4087                     data) != 0)
4088                         break;
4089                 while (ztest_random(4) != 0)
4090                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4091         }
4092
4093         umem_free(data, blocksize);
4094 }
4095
4096 /*
4097  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4098  */
4099 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4100 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4101 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4102
4103 void
4104 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4105 {
4106         objset_t *os = zd->zd_os;
4107         ztest_od_t od[1];
4108         uint64_t object;
4109         uint64_t txg, last_txg;
4110         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4111         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4112         int i, ints;
4113         dmu_tx_t *tx;
4114         char propname[100], txgname[100];
4115         int error;
4116         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4117
4118         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4119
4120         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4121                 return;
4122
4123         object = od[0].od_object;
4124
4125         /*
4126          * Generate a known hash collision, and verify that
4127          * we can lookup and remove both entries.
4128          */
4129         tx = dmu_tx_create(os);
4130         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4131         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4132         if (txg == 0)
4133                 return;
4134         for (i = 0; i < 2; i++) {
4135                 value[i] = i;
4136                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4137                     1, &value[i], tx));
4138         }
4139         for (i = 0; i < 2; i++) {
4140                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4141                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4142                 VERIFY3U(0, ==,
4143                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4144                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4145                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4146         }
4147         for (i = 0; i < 2; i++) {
4148                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4149         }
4150         dmu_tx_commit(tx);
4151
4152         /*
4153          * Generate a buch of random entries.
4154          */
4155         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4156
4157         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4158         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4159         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4160         bzero(value, sizeof (value));
4161         last_txg = 0;
4162
4163         /*
4164          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4165          */
4166         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4167         if (error == 0) {
4168                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4169                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4170
4171                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4172                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4173
4174                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4175                     &zl_ints) == 0);
4176
4177                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4178                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4179
4180                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4181                     zl_ints, value) == 0);
4182
4183                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4184                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4185                 }
4186         } else {
4187                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4188         }
4189
4190         /*
4191          * Atomically update two entries in our zap object.
4192          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4193          * in which the property was last updated.  The second
4194          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4195          * should be txg + object + n.
4196          */
4197         tx = dmu_tx_create(os);
4198         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4199         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4200         if (txg == 0)
4201                 return;
4202
4203         if (last_txg > txg)
4204                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4205
4206         for (i = 0; i < ints; i++)
4207                 value[i] = txg + object + i;
4208
4209         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4210             1, &txg, tx));
4211         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4212             ints, value, tx));
4213
4214         dmu_tx_commit(tx);
4215
4216         /*
4217          * Remove a random pair of entries.
4218          */
4219         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4220         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4221         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4222
4223         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4224
4225         if (error == ENOENT)
4226                 return;
4227
4228         ASSERT0(error);
4229
4230         tx = dmu_tx_create(os);
4231         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4232         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4233         if (txg == 0)
4234                 return;
4235         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4236         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4237         dmu_tx_commit(tx);
4238 }
4239
4240 /*
4241  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4242  */
4243 void
4244 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4245 {
4246         objset_t *os = zd->zd_os;
4247         ztest_od_t od[1];
4248         uint64_t object, txg;
4249
4250         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4251
4252         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4253                 return;
4254
4255         object = od[0].od_object;
4256
4257         /*
4258          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4259          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4260          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4261          */
4262         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4263                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4264                 uint64_t value = i;
4265                 dmu_tx_t *tx;
4266                 int error;
4267
4268                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4269                     id, value);
4270
4271                 tx = dmu_tx_create(os);
4272                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4273                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4274                 if (txg == 0)
4275                         return;
4276                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4277                     &value, tx);
4278                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4279                 dmu_tx_commit(tx);
4280         }
4281 }
4282
4283 /* ARGSUSED */
4284 void
4285 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4286 {
4287         objset_t *os = zd->zd_os;
4288         ztest_od_t od[1];
4289         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4290         dmu_tx_t *tx;
4291         int i, namelen, error;
4292         int micro = ztest_random(2);
4293         char name[20], string_value[20];
4294         void *data;
4295
4296         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4297
4298         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4299                 return;
4300
4301         object = od[0].od_object;
4302
4303         /*
4304          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4305          * x is a random printable character and the dots are dots.
4306          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4307          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4308          */
4309         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4310
4311         for (i = 0; i < 3; i++)
4312                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4313         for (; i < namelen - 1; i++)
4314                 name[i] = '.';
4315         name[i] = '\0';
4316
4317         if ((namelen & 1) || micro) {
4318                 wsize = sizeof (txg);
4319                 wc = 1;
4320                 data = &txg;
4321         } else {
4322                 wsize = 1;
4323                 wc = namelen;
4324                 data = string_value;
4325         }
4326
4327         count = -1ULL;
4328         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4329         ASSERT(count != -1ULL);
4330
4331         /*
4332          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4333          */
4334         i = ztest_random(5);
4335
4336         if (i >= 2) {
4337                 tx = dmu_tx_create(os);
4338                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4339                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4340                 if (txg == 0)
4341                         return;
4342                 bcopy(name, string_value, namelen);
4343         } else {
4344                 tx = NULL;
4345                 txg = 0;
4346                 bzero(string_value, namelen);
4347         }
4348
4349         switch (i) {
4350
4351         case 0:
4352                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4353                 if (error == 0) {
4354                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4355                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4356                 } else {
4357                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4358                 }
4359                 break;
4360
4361         case 1:
4362                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4363                 if (error == 0) {
4364                         if (data == string_value &&
4365                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4366                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4367                                     name, data, namelen);
4368                 } else {
4369                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4370                 }
4371                 break;
4372
4373         case 2:
4374                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4375                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4376                 break;
4377
4378         case 3:
4379                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4380                 break;
4381
4382         case 4:
4383                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4384                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4385                 break;
4386         }
4387
4388         if (tx != NULL)
4389                 dmu_tx_commit(tx);
4390 }
4391
4392 /*
4393  * Commit callback data.
4394  */
4395 typedef struct ztest_cb_data {
4396         list_node_t             zcd_node;
4397         uint64_t                zcd_txg;
4398         int                     zcd_expected_err;
4399         boolean_t               zcd_added;
4400         boolean_t               zcd_called;
4401         spa_t                   *zcd_spa;
4402 } ztest_cb_data_t;
4403
4404 /* This is the actual commit callback function */
4405 static void
4406 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4407 {
4408         ztest_cb_data_t *data = arg;
4409         uint64_t synced_txg;
4410
4411         VERIFY(data != NULL);
4412         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4413         VERIFY(!data->zcd_called);
4414
4415         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4416         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4417                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4418                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4419                     synced_txg);
4420
4421         data->zcd_called = B_TRUE;
4422
4423         if (error == ECANCELED) {
4424                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4425                 ASSERT(!data->zcd_added);
4426
4427                 /*
4428                  * The private callback data should be destroyed here, but
4429                  * since we are going to check the zcd_called field after
4430                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4431                  */
4432                 return;
4433         }
4434
4435         /* Was this callback added to the global callback list? */
4436         if (!data->zcd_added)
4437                 goto out;
4438
4439         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4440
4441         /* Remove our callback from the list */
4442         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4443         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4444         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4445
4446 out:
4447         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4448 }
4449
4450 /* Allocate and initialize callback data structure */
4451 static ztest_cb_data_t *
4452 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4453 {
4454         ztest_cb_data_t *cb_data;
4455
4456         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4457
4458         cb_data->zcd_txg = txg;
4459         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4460
4461         return (cb_data);
4462 }
4463
4464 /*
4465  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4466  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4467  * implementation bug.
4468  */
4469 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4470
4471 /*
4472  * Commit callback test.
4473  */
4474 void
4475 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4476 {
4477         objset_t *os = zd->zd_os;
4478         ztest_od_t od[1];
4479         dmu_tx_t *tx;
4480         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4481         uint64_t old_txg, txg;
4482         int i, error;
4483
4484         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4485
4486         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4487                 return;
4488
4489         tx = dmu_tx_create(os);
4490
4491         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4492         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4493
4494         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4495
4496         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4497         if (ztest_random(100) == 0)
4498                 error = -1;
4499
4500         if (!error)
4501                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4502
4503         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4504
4505         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4506         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4507         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4508
4509         if (error) {
4510                 /*
4511                  * It's not a strict requirement to call the registered
4512                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4513                  * it's supposed to happen in the current implementation
4514                  * so we will check for that.
4515                  */
4516                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4517                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4518                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4519                 }
4520
4521                 dmu_tx_abort(tx);
4522
4523                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4524                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4525                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4526                 }
4527
4528                 return;
4529         }
4530
4531         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4532         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4533
4534         /*
4535          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4536          */
4537         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4538             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4539
4540         if (old_txg > txg)
4541                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4542                     old_txg, txg);
4543
4544         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4545
4546         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4547
4548         /*
4549          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4550          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4551          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4552          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4553          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4554          * implementation.
4555          *
4556          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4557          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4558          * implementation bug..
4559          */
4560         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4561         if (tmp_cb != NULL &&
4562             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4563                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4564                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4565         }
4566
4567         /*
4568          * Let's find the place to insert our callbacks.
4569          *
4570          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4571          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4572          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4573          * (from other objsets) may have sneaked in.
4574          */
4575         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4576         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4577                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4578
4579         /* Add the 3 callbacks to the list */
4580         for (i = 0; i < 3; i++) {
4581                 if (tmp_cb == NULL)
4582                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4583                 else
4584                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4585                             cb_data[i]);
4586
4587                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4588                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4589
4590                 tmp_cb = cb_data[i];
4591         }
4592
4593         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4594
4595         dmu_tx_commit(tx);
4596 }
4597
4598 /* ARGSUSED */
4599 void
4600 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4601 {
4602         zfs_prop_t proplist[] = {
4603                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4604                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4605                 ZFS_PROP_COPIES,
4606                 ZFS_PROP_DEDUP
4607         };
4608
4609         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4610
4611         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4612                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4613                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4614
4615         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4616 }
4617
4618 /* ARGSUSED */
4619 void
4620 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4621 {
4622         nvlist_t *props = NULL;
4623
4624         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4625
4626         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4627             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4628
4629         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4630
4631         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4632                 dump_nvlist(props, 4);
4633
4634         nvlist_free(props);
4635
4636         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4637 }
4638
4639 static int
4640 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4641 {
4642         nvlist_t *snaps, *holds;
4643         int error;
4644
4645         snaps = fnvlist_alloc();
4646         holds = fnvlist_alloc();
4647         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4648         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4649         fnvlist_free(holds);
4650         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4651         fnvlist_free(snaps);
4652         return (error);
4653 }
4654
4655 /*
4656  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4657  */
4658 void
4659 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4660 {
4661         int error;
4662         objset_t *os = zd->zd_os;
4663         objset_t *origin;
4664         char snapname[100];
4665         char fullname[100];
4666         char clonename[100];
4667         char tag[100];
4668         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4669         nvlist_t *holds;
4670
4671         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4672
4673         dmu_objset_name(os, osname);
4674
4675         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4676         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4677         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4678             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4679         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4680
4681         /*
4682          * Clean up from any previous run.
4683          */
4684         error = dsl_destroy_head(clonename);
4685         if (error != ENOENT)
4686                 ASSERT0(error);
4687         error = user_release_one(fullname, tag);
4688         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4689                 ASSERT0(error);
4690         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4691         if (error != ENOENT)
4692                 ASSERT0(error);
4693
4694         /*
4695          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4696          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4697          */
4698         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4699         if (error) {
4700                 if (error == ENOSPC) {
4701                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4702                         goto out;
4703                 }
4704                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4705         }
4706
4707         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4708         if (error) {
4709                 if (error == ENOSPC) {
4710                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4711                         goto out;
4712                 }
4713                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4714         }
4715
4716         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4717         if (error) {
4718                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4719                     fullname, error);
4720         }
4721
4722         error = dsl_destroy_head(clonename);
4723         if (error)
4724                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4725
4726         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4727         if (error != ENOENT)
4728                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4729
4730         /*
4731          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4732          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4733          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4734          */
4735         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4736         if (error) {
4737                 if (error == ENOSPC) {
4738                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4739                         goto out;
4740                 }
4741                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4742         }
4743
4744         holds = fnvlist_alloc();
4745         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4746         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4747         fnvlist_free(holds);
4748
4749         if (error == ENOSPC) {
4750                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4751                 goto out;
4752         } else if (error) {
4753                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4754                     fullname, tag, error);
4755         }
4756
4757         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4758         if (error != EBUSY) {
4759                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4760                     fullname, error);
4761         }
4762
4763         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4764         if (error) {
4765                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4766                     fullname, error);
4767         }
4768
4769         error = user_release_one(fullname, tag);
4770         if (error)
4771                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4772
4773         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4774
4775 out:
4776         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4777 }
4778
4779 /*
4780  * Inject random faults into the on-disk data.
4781  */
4782 /* ARGSUSED */
4783 void
4784 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4785 {
4786         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4787         spa_t *spa = ztest_spa;
4788         int fd;
4789         uint64_t offset;
4790         uint64_t leaves;
4791         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4792         uint64_t top, leaf;
4793         char path0[MAXPATHLEN];
4794         char pathrand[MAXPATHLEN];
4795         size_t fsize;
4796         int bshift = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT + 2; /* don't scrog all labels */
4797         int iters = 1000;
4798         int maxfaults;
4799         int mirror_save;
4800         vdev_t *vd0 = NULL;
4801         uint64_t guid0 = 0;
4802         boolean_t islog = B_FALSE;
4803
4804         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4805         maxfaults = MAXFAULTS();
4806         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4807         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4808         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4809
4810         ASSERT(leaves >= 1);
4811
4812         /*
4813          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4814          * which don't like to have their vdevs changed while
4815          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4816          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4817          */
4818         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4819
4820         /*
4821          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4822          */
4823         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4824
4825         if (ztest_random(2) == 0) {
4826                 /*
4827                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4828                  */
4829                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4830                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4831
4832                 /*
4833                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4834                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4835                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4836                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4837                  */
4838                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4839                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4840                     top * leaves + zs->zs_splits);
4841                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4842                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4843                     top * leaves + leaf);
4844
4845                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4846                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4847                         islog = B_TRUE;
4848
4849                 /*
4850                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
4851                  * then we only allow faults on the device that is
4852                  * resilvering.
4853                  */
4854                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
4855                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
4856                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
4857                         /*
4858                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4859                          * or unwriteable, or reach behind its back
4860                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4861                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4862                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4863                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4864                          * combination of this with injection of random data
4865                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4866                          */
4867                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4868
4869                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4870                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4871                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4872                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4873                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4874                         } else {
4875                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4876                         }
4877                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4878                 }
4879         } else {
4880                 /*
4881                  * Inject errors on an l2cache device.
4882                  */
4883                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4884
4885                 if (sav->sav_count == 0) {
4886                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4887                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4888                         return;
4889                 }
4890                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4891                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4892                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4893                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4894
4895                 leaf = 0;
4896                 leaves = 1;
4897                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4898         }
4899
4900         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4901         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4902
4903         /*
4904          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4905          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4906          */
4907         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4908                 if (ztest_random(10) < 6) {
4909                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4910                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4911
4912                         /*
4913                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4914                          * prevent a race between offlining a slog and
4915                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4916                          * grab a reference on the dataset which may cause
4917                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4918                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4919                          */
4920                         if (islog)
4921                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4922
4923                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4924
4925                         if (islog)
4926                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4927                 } else {
4928                         /*
4929                          * Ideally we would like to be able to randomly
4930                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4931                          * to force unpredictable failures but the side
4932                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4933                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4934                          * prevent a race between injection testing and
4935                          * aux_vdev removal.
4936                          */
4937                         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4938                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4939                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4940                 }
4941         }
4942
4943         if (maxfaults == 0)
4944                 return;
4945
4946         /*
4947          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4948          */
4949         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4950
4951         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4952                 return;
4953
4954         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4955
4956         while (--iters != 0) {
4957                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4958                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4959                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4960
4961                 if (offset >= fsize)
4962                         continue;
4963
4964                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4965                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
4966                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4967                         (void) close(fd);
4968                         return;
4969                 }
4970
4971                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
4972                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
4973                             offset, pathrand);
4974
4975                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4976
4977                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
4978                         (void) printf("injected bad word into %s,"
4979                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
4980         }
4981
4982         (void) close(fd);
4983 }
4984
4985 /*
4986  * Verify that DDT repair works as expected.
4987  */
4988 void
4989 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4990 {
4991         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4992         spa_t *spa = ztest_spa;
4993         objset_t *os = zd->zd_os;
4994         ztest_od_t od[1];
4995         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
4996         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
4997         dmu_buf_t *db;
4998         dmu_tx_t *tx;
4999         void *buf;
5000         blkptr_t blk;
5001         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5002
5003         blocksize = ztest_random_blocksize();
5004         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5005
5006         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5007
5008         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5009                 return;
5010
5011         /*
5012          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5013          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5014          */
5015         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5016
5017         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5018             B_FALSE) != 0 ||
5019             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5020             B_FALSE) != 0) {
5021                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5022                 return;
5023         }
5024
5025         dmu_objset_stats_t dds;
5026         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5027         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5028         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5029
5030         object = od[0].od_object;
5031         blocksize = od[0].od_blocksize;
5032         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5033
5034         ASSERT(object != 0);
5035
5036         tx = dmu_tx_create(os);
5037         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5038         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5039         if (txg == 0) {
5040                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5041                 return;
5042         }
5043
5044         /*
5045          * Write all the copies of our block.
5046          */
5047         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5048                 uint64_t offset = i * blocksize;
5049                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5050                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5051                 if (error != 0) {
5052                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5053                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5054                 }
5055                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5056                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5057                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5058                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5059                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5060                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5061                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5062         }
5063
5064         dmu_tx_commit(tx);
5065         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5066
5067         /*
5068          * Find out what block we got.
5069          */
5070         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5071             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5072         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5073         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5074
5075         /*
5076          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5077          */
5078         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5079         buf = zio_buf_alloc(psize);
5080         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5081
5082         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5083             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5084             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5085
5086         zio_buf_free(buf, psize);
5087
5088         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5089 }
5090
5091 /*
5092  * Scrub the pool.
5093  */
5094 /* ARGSUSED */
5095 void
5096 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5097 {
5098         spa_t *spa = ztest_spa;
5099
5100         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5101         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5102         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5103 }
5104
5105 /*
5106  * Change the guid for the pool.
5107  */
5108 /* ARGSUSED */
5109 void
5110 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5111 {
5112         spa_t *spa = ztest_spa;
5113         uint64_t orig, load;
5114         int error;
5115
5116         orig = spa_guid(spa);
5117         load = spa_load_guid(spa);
5118
5119         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5120         error = spa_change_guid(spa);
5121         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5122
5123         if (error != 0)
5124                 return;
5125
5126         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5127                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5128                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5129         }
5130
5131         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5132         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5133 }
5134
5135 /*
5136  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5137  */
5138 /* ARGSUSED */
5139 void
5140 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5141 {
5142         char *oldname, *newname;
5143         spa_t *spa;
5144
5145         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5146
5147         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5148         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5149         (void) strcpy(newname, oldname);
5150         (void) strcat(newname, "_tmp");
5151
5152         /*
5153          * Do the rename
5154          */
5155         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5156
5157         /*
5158          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5159          */
5160         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5161
5162         /*
5163          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5164          */
5165         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5166
5167         ASSERT(spa == ztest_spa);
5168         spa_close(spa, FTAG);
5169
5170         /*
5171          * Rename it back to the original
5172          */
5173         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5174
5175         /*
5176          * Make sure it can still be opened
5177          */
5178         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5179
5180         ASSERT(spa == ztest_spa);
5181         spa_close(spa, FTAG);
5182
5183         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5184
5185         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5186 }
5187
5188 /*
5189  * Verify pool integrity by running zdb.
5190  */
5191 static void
5192 ztest_run_zdb(char *pool)
5193 {
5194         int status;
5195         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5196         char zbuf[1024];
5197         char *bin;
5198         char *ztest;
5199         char *isa;
5200         int isalen;
5201         FILE *fp;
5202
5203         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5204
5205         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5206         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5207         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5208         isa = bin + 8;
5209         isalen = ztest - isa;
5210         isa = strdup(isa);
5211         /* LINTED */
5212         (void) sprintf(bin,
5213             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -d -U %s %s",
5214             isalen,
5215             isa,
5216             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5217             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5218             spa_config_path,
5219             pool);
5220         free(isa);
5221
5222         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5223                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5224
5225         fp = popen(zdb, "r");
5226         assert(fp != NULL);
5227
5228         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5229                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5230                         (void) printf("%s", zbuf);
5231
5232         status = pclose(fp);
5233
5234         if (status == 0)
5235                 return;
5236
5237         ztest_dump_core = 0;
5238         if (WIFEXITED(status))
5239                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5240         else
5241                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5242 }
5243
5244 static void
5245 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5246 {
5247         spa_t *spa = NULL;
5248
5249         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5250                 (void) printf("%s\n", header);
5251
5252         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5253         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5254                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5255                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5256         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5257 }
5258
5259 static void
5260 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5261 {
5262         nvlist_t *config, *newconfig;
5263         uint64_t pool_guid;
5264         spa_t *spa;
5265         int error;
5266
5267         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5268                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5269                     oldname, newname);
5270         }
5271
5272         /*
5273          * Clean up from previous runs.
5274          */
5275         (void) spa_destroy(newname);
5276
5277         /*
5278          * Get the pool's configuration and guid.
5279          */
5280         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5281
5282         /*
5283          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5284          */
5285         if (ztest_random(2) == 0)
5286                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5287
5288         pool_guid = spa_guid(spa);
5289         spa_close(spa, FTAG);
5290
5291         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5292
5293         /*
5294          * Export it.
5295          */
5296         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5297
5298         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5299
5300         /*
5301          * Try to import it.
5302          */
5303         newconfig = spa_tryimport(config);
5304         ASSERT(newconfig != NULL);
5305         nvlist_free(newconfig);
5306
5307         /*
5308          * Import it under the new name.
5309          */
5310         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5311         if (error != 0) {
5312                 dump_nvlist(config, 0);
5313                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5314                     oldname, newname, error);
5315         }
5316
5317         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5318
5319         /*
5320          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5321          */
5322         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5323
5324         /*
5325          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5326          */
5327         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5328
5329         /*
5330          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5331          */
5332         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5333
5334         /*
5335          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5336          */
5337         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5338         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5339         spa_close(spa, FTAG);
5340
5341         nvlist_free(config);
5342 }
5343
5344 static void
5345 ztest_resume(spa_t *spa)
5346 {
5347         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5348                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5349         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5350         vdev_clear(spa, NULL);
5351         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5352         (void) zio_resume(spa);
5353 }
5354
5355 static void *
5356 ztest_resume_thread(void *arg)
5357 {
5358         spa_t *spa = arg;
5359
5360         while (!ztest_exiting) {
5361                 if (spa_suspended(spa))
5362                         ztest_resume(spa);
5363                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5364
5365                 /*
5366                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
5367                  */
5368                 if (ztest_random(10) == 0)
5369                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
5370         }
5371         return (NULL);
5372 }
5373
5374 static void *
5375 ztest_deadman_thread(void *arg)
5376 {
5377         ztest_shared_t *zs = arg;
5378         spa_t *spa = ztest_spa;
5379         hrtime_t delta, total = 0;
5380
5381         for (;;) {
5382                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5383                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5384
5385                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5386
5387                 /*
5388                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5389                  * check to see if the pool is making any progress. If
5390                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5391                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5392                  */
5393                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5394                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5395                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5396                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5397                         return (NULL);
5398                 }
5399                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5400
5401                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5402                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5403                     total);
5404         }
5405 }
5406
5407 static void
5408 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5409 {
5410         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5411         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5412         hrtime_t functime = gethrtime();
5413
5414         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5415                 zi->zi_func(zd, id);
5416
5417         functime = gethrtime() - functime;
5418
5419         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5420         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5421
5422         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5423                 Dl_info dli;
5424                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5425                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5426                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5427         }
5428 }
5429
5430 static void *
5431 ztest_thread(void *arg)
5432 {
5433         int rand;
5434         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5435         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5436         uint64_t call_next;
5437         hrtime_t now;
5438         ztest_info_t *zi;
5439         ztest_shared_callstate_t *zc;
5440
5441         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5442                 /*
5443                  * See if it's time to force a crash.
5444                  */
5445                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5446                         ztest_kill(zs);
5447
5448                 /*
5449                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5450                  */
5451                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5452                         break;
5453
5454                 /*
5455                  * Pick a random function to execute.
5456                  */
5457                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5458                 zi = &ztest_info[rand];
5459                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5460                 call_next = zc->zc_next;
5461
5462                 if (now >= call_next &&
5463                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5464                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5465                         ztest_execute(rand, zi, id);
5466                 }
5467         }
5468
5469         return (NULL);
5470 }
5471
5472 static void
5473 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5474 {
5475         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5476 }
5477
5478 static void
5479 ztest_dataset_destroy(int d)
5480 {
5481         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5482
5483         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5484
5485         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5486                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5487
5488         /*
5489          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5490          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5491          * so there may be more than one thing to clean up.
5492          */
5493         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5494             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5495                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5496         }
5497
5498         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5499             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5500 }
5501
5502 static void
5503 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5504 {
5505         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5506
5507         /*
5508          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5509          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5510          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5511          * If not, we have an object leak.
5512          *
5513          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5514          * when the open-context and syncing-context values agree.
5515          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5516          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5517          */
5518         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5519         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5520         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5521 }
5522
5523 static int
5524 ztest_dataset_open(int d)
5525 {
5526         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5527         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5528         objset_t *os;
5529         zilog_t *zilog;
5530         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5531         int error;
5532
5533         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5534
5535         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5536
5537         error = ztest_dataset_create(name);
5538         if (error == ENOSPC) {
5539                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5540                 ztest_record_enospc(FTAG);
5541                 return (error);
5542         }
5543         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5544
5545         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5546         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5547
5548         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5549
5550         zilog = zd->zd_zilog;
5551
5552         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5553             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5554                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5555                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5556
5557         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5558
5559         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5560
5561         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5562
5563         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5564                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5565                     zd->zd_name,
5566                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5567                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5568                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5569
5570         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5571
5572         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5573             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5574                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5575                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5576
5577         return (0);
5578 }
5579
5580 static void
5581 ztest_dataset_close(int d)
5582 {
5583         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5584
5585         zil_close(zd->zd_zilog);
5586         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5587
5588         ztest_zd_fini(zd);
5589 }
5590
5591 /*
5592  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5593  */
5594 static void
5595 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5596 {
5597         thread_t *tid;
5598         spa_t *spa;
5599         objset_t *os;
5600         thread_t resume_tid;
5601         int error;
5602
5603         ztest_exiting = B_FALSE;
5604
5605         /*
5606          * Initialize parent/child shared state.
5607          */
5608         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5609         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5610
5611         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5612         zs->zs_thread_stop =
5613             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5614         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5615         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5616         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5617                 zs->zs_thread_kill -=
5618                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5619         }
5620
5621         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5622
5623         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5624             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5625
5626         /*
5627          * Open our pool.
5628          */
5629         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5630         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5631         spa->spa_debug = B_TRUE;
5632         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5633         ztest_spa = spa;
5634
5635         dmu_objset_stats_t dds;
5636         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5637             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5638         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5639         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5640         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5641         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
5642         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5643
5644         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5645
5646         /*
5647          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5648          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5649          * the only valid replica.
5650          */
5651         if (MAXFAULTS() == 0)
5652                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5653         else
5654                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5655
5656         /*
5657          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5658          */
5659         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5660             &resume_tid) == 0);
5661
5662         /*
5663          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5664          */
5665         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5666             NULL) == 0);
5667
5668         /*
5669          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5670          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5671          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5672          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5673          */
5674         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5675                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5676                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5677                             (1ULL << t) + d, NULL);
5678                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5679                             error == EINVAL);
5680                 }
5681         }
5682
5683         /*
5684          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5685          */
5686         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5687                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5688                 ztest_dataset_destroy(d);
5689         }
5690         zs->zs_enospc_count = 0;
5691
5692         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5693             UMEM_NOFAIL);
5694
5695         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5696                 (void) printf("starting main threads...\n");
5697
5698         /*
5699          * Kick off all the tests that run in parallel.
5700          */
5701         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5702                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5703                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5704                         return;
5705                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5706                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5707         }
5708
5709         /*
5710          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5711          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5712          */
5713         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5714                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5715                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5716                         ztest_dataset_close(t);
5717         }
5718
5719         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5720
5721         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5722         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5723         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5724
5725         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5726
5727         /* Kill the resume thread */
5728         ztest_exiting = B_TRUE;
5729         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5730         ztest_resume(spa);
5731
5732         /*
5733          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5734          * spa_close() should wait for it to complete.
5735          */
5736         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++) {
5737                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
5738                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
5739         }
5740
5741         spa_close(spa, FTAG);
5742
5743         /*
5744          * Verify that we can loop over all pools.
5745          */
5746         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5747         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5748                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5749                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5750         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5751
5752         /*
5753          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5754          * different name.
5755          */
5756         if (ztest_random(2) == 0) {
5757                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5758                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
5759                     ztest_opts.zo_pool);
5760                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5761                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5762         }
5763
5764         kernel_fini();
5765
5766         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5767
5768         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5769
5770         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5771         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5772 }
5773
5774 static void
5775 ztest_freeze(void)
5776 {
5777         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5778         spa_t *spa;
5779         int numloops = 0;
5780
5781         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5782                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5783
5784         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5785         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5786         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5787         spa->spa_debug = B_TRUE;
5788         ztest_spa = spa;
5789
5790         /*
5791          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5792          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5793          * the log chain won't be anchored.
5794          */
5795         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5796                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5797                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5798         }
5799
5800         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5801
5802         /*
5803          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5804          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5805          */
5806         spa_freeze(spa);
5807
5808         /*
5809          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5810          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5811          * capacity.
5812          */
5813         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5814
5815         /*
5816          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5817          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5818          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5819          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5820          * The ZIL should be OK with that.
5821          *
5822          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5823          * not run out of space on the pool.
5824          */
5825         while (ztest_random(10) != 0 &&
5826             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5827             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5828                 ztest_od_t od;
5829                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5830                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5831                 ztest_io(zd, od.od_object,
5832                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5833                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5834         }
5835
5836         /*
5837          * Commit all of the changes we just generated.
5838          */
5839         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5840         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5841
5842         /*
5843          * Close our dataset and close the pool.
5844          */
5845         ztest_dataset_close(0);
5846         spa_close(spa, FTAG);
5847         kernel_fini();
5848
5849         /*
5850          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5851          */
5852         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5853         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5854         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5855         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5856         ztest_dataset_close(0);
5857
5858         spa->spa_debug = B_TRUE;
5859         ztest_spa = spa;
5860         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5861         ztest_reguid(NULL, 0);
5862
5863         spa_close(spa, FTAG);
5864         kernel_fini();
5865 }
5866
5867 void
5868 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5869 {
5870         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5871         hrtime_t m = s / 60;
5872         hrtime_t h = m / 60;
5873         hrtime_t d = h / 24;
5874
5875         s -= m * 60;
5876         m -= h * 60;
5877         h -= d * 24;
5878
5879         timebuf[0] = '\0';
5880
5881         if (d)
5882                 (void) sprintf(timebuf,
5883                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5884         else if (h)
5885                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5886         else if (m)
5887                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5888         else
5889                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5890 }
5891
5892 static nvlist_t *
5893 make_random_props()
5894 {
5895         nvlist_t *props;
5896
5897         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5898         if (ztest_random(2) == 0)
5899                 return (props);
5900         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5901
5902         return (props);
5903 }
5904
5905 /*
5906  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5907  * Then test spa_freeze() functionality.
5908  */
5909 static void
5910 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5911 {
5912         spa_t *spa;
5913         nvlist_t *nvroot, *props;
5914
5915         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5916         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5917
5918         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5919
5920         /*
5921          * Create the storage pool.
5922          */
5923         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5924         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5925         zs->zs_splits = 0;
5926         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5927         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5928             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5929         props = make_random_props();
5930         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5931                 char buf[1024];
5932                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
5933                     spa_feature_table[i].fi_uname);
5934                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5935         }
5936         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
5937         nvlist_free(nvroot);
5938         nvlist_free(props);
5939
5940         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5941         zs->zs_metaslab_sz =
5942             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5943
5944         spa_close(spa, FTAG);
5945
5946         kernel_fini();
5947
5948         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5949
5950         ztest_freeze();
5951
5952         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5953
5954         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5955         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5956 }
5957
5958 static void
5959 setup_data_fd(void)
5960 {
5961         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
5962
5963         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
5964         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
5965         (void) unlink(ztest_name_data);
5966 }
5967
5968
5969 static int
5970 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
5971 {
5972         int size;
5973
5974         size = hdr->zh_hdr_size;
5975         size += hdr->zh_opts_size;
5976         size += hdr->zh_size;
5977         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5978         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5979
5980         return (size);
5981 }
5982
5983 static void
5984 setup_hdr(void)
5985 {
5986         int size;
5987         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5988
5989         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5990             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5991         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5992
5993         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
5994
5995         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5996         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
5997         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
5998         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
5999         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6000         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6001         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6002
6003         size = shared_data_size(hdr);
6004         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6005
6006         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6007 }
6008
6009 static void
6010 setup_data(void)
6011 {
6012         int size, offset;
6013         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6014         uint8_t *buf;
6015
6016         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6017             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6018         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6019
6020         size = shared_data_size(hdr);
6021
6022         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6023         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6024             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6025         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6026         buf = (uint8_t *)hdr;
6027
6028         offset = hdr->zh_hdr_size;
6029         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6030         offset += hdr->zh_opts_size;
6031         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6032         offset += hdr->zh_size;
6033         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6034         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6035         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6036 }
6037
6038 static boolean_t
6039 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6040 {
6041         pid_t pid;
6042         int status;
6043         char *cmdbuf = NULL;
6044
6045         pid = fork();
6046
6047         if (cmd == NULL) {
6048                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6049                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6050                 cmd = cmdbuf;
6051         }
6052
6053         if (pid == -1)
6054                 fatal(1, "fork failed");
6055
6056         if (pid == 0) { /* child */
6057                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6058                 char fd_data_str[12];
6059
6060                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6061                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6062
6063                 (void) close(ztest_fd_rand);
6064                 VERIFY3U(11, >=,
6065                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6066                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6067
6068                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6069                 if (libpath != NULL)
6070                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6071 #ifdef illumos
6072                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6073 #else
6074                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6075 #endif
6076                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6077                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6078         }
6079
6080         if (cmdbuf != NULL) {
6081                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6082                 cmd = NULL;
6083         }
6084
6085         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6086                 continue;
6087         if (statusp != NULL)
6088                 *statusp = status;
6089
6090         if (WIFEXITED(status)) {
6091                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6092                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6093                             WEXITSTATUS(status));
6094                         exit(2);
6095                 }
6096                 return (B_FALSE);
6097         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6098                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6099                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6100                             WTERMSIG(status));
6101                         exit(3);
6102                 }
6103                 return (B_TRUE);
6104         } else {
6105                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6106                 exit(4);
6107                 /* NOTREACHED */
6108         }
6109 }
6110
6111 static void
6112 ztest_run_init(void)
6113 {
6114         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6115
6116         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6117
6118         /*
6119          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6120          */
6121         (void) remove(spa_config_path);
6122
6123         /*
6124          * Create and initialize our storage pool.
6125          */
6126         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6127                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6128                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6129                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6130                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6131                 }
6132                 ztest_init(zs);
6133         }
6134 }
6135
6136 int
6137 main(int argc, char **argv)
6138 {
6139         int kills = 0;
6140         int iters = 0;
6141         int older = 0;
6142         int newer = 0;
6143         ztest_shared_t *zs;
6144         ztest_info_t *zi;
6145         ztest_shared_callstate_t *zc;
6146         char timebuf[100];
6147         char numbuf[6];
6148         spa_t *spa;
6149         char *cmd;
6150         boolean_t hasalt;
6151         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6152
6153         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6154
6155         dprintf_setup(&argc, argv);
6156         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6157
6158         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6159         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6160
6161         if (!fd_data_str) {
6162                 process_options(argc, argv);
6163
6164                 setup_data_fd();
6165                 setup_hdr();
6166                 setup_data();
6167                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6168                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6169         } else {
6170                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6171                 setup_data();
6172                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6173         }
6174         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6175
6176         /* Override location of zpool.cache */
6177         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6178             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6179
6180         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6181             UMEM_NOFAIL);
6182         zs = ztest_shared;
6183
6184         if (fd_data_str) {
6185                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6186                 metaslab_df_alloc_threshold =
6187                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6188
6189                 if (zs->zs_do_init)
6190                         ztest_run_init();
6191                 else
6192                         ztest_run(zs);
6193                 exit(0);
6194         }
6195
6196         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6197
6198         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6199                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6200                     " %llu seconds...\n",
6201                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6202                     ztest_opts.zo_datasets,
6203                     ztest_opts.zo_threads,
6204                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6205         }
6206
6207         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6208         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6209
6210         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6211         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6212                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6213                         (void) printf("Executing older ztest for "
6214                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6215                 }
6216                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6217                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6218         } else {
6219                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6220         }
6221         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6222
6223         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6224         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6225
6226         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6227                 zi = &ztest_info[f];
6228                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6229                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6230                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6231                 else
6232                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6233                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6234         }
6235
6236         /*
6237          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6238          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6239          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6240          */
6241         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6242                 int status;
6243                 boolean_t killed;
6244
6245                 /*
6246                  * Initialize the workload counters for each function.
6247                  */
6248                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6249                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6250                         zc->zc_count = 0;
6251                         zc->zc_time = 0;
6252                 }
6253
6254                 /* Set the allocation switch size */
6255                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6256                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6257
6258                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6259                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6260                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6261                                     cmd);
6262                         }
6263                         newer++;
6264                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6265                 } else {
6266                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6267                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6268                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6269                         }
6270                         older++;
6271                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6272                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6273                 }
6274
6275                 if (killed)
6276                         kills++;
6277                 iters++;
6278
6279                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6280                         hrtime_t now = gethrtime();
6281
6282                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6283                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6284                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6285
6286                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6287                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6288                             iters,
6289                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6290                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6291                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6292                             numbuf,
6293                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6294                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6295                 }
6296
6297                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6298                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6299                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6300                             "Calls", "Time", "Function");
6301                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6302                             "-----", "----", "--------");
6303                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6304                                 Dl_info dli;
6305
6306                                 zi = &ztest_info[f];
6307                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6308                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6309                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6310                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6311                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6312                                     dli.dli_sname);
6313                         }
6314                         (void) printf("\n");
6315                 }
6316
6317                 /*
6318                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6319                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6320                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6321                  */
6322                 kernel_init(FREAD);
6323                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6324                         spa_close(spa, FTAG);
6325                 } else {
6326                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6327                         kernel_fini();
6328                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6329                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6330                             ztest_opts.zo_pool);
6331                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6332                 }
6333                 kernel_fini();
6334
6335                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6336         }
6337
6338         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6339                 if (hasalt) {
6340                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6341                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6342                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6343                             cmd);
6344                 }
6345                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6346                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6347         }
6348
6349         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6350
6351         return (0);
6352 }