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  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  33  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  34  *
  35  * The overall design of the ztest program is as follows:
  36  *
  37  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  38  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  39  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  40  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  41  *
  42  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  43  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  44  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  45  *
  46  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  47  *     verify that self-healing data really works.
  48  *
  49  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  50  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  51  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  52  *
  53  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  54  *     we run the entire test in a child of the main process.
  55  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  56  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  57  *     The parent then runs the test again, using the existing
  58  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  59  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  60  *     of ztest after a SIGKILL.
  61  *
  62  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  63  *     many of the functional tests record the transaction group number
  64  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  65  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  66  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  67  *
  68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  71  *
  72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  73  *
  74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  76  *
  77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  78  *
  79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  86  */
  87
  88 #include <sys/zfs_context.h>
  89 #include <sys/spa.h>
  90 #include <sys/dmu.h>
  91 #include <sys/txg.h>
  92 #include <sys/dbuf.h>
  93 #include <sys/zap.h>
  94 #include <sys/dmu_objset.h>
  95 #include <sys/poll.h>
  96 #include <sys/stat.h>
  97 #include <sys/time.h>
  98 #include <sys/wait.h>
  99 #include <sys/mman.h>
 100 #include <sys/resource.h>
 101 #include <sys/zio.h>
 102 #include <sys/zil.h>
 103 #include <sys/zil_impl.h>
 104 #include <sys/vdev_impl.h>
 105 #include <sys/vdev_file.h>
 106 #include <sys/spa_impl.h>
 107 #include <sys/metaslab_impl.h>
 108 #include <sys/dsl_prop.h>
 109 #include <sys/dsl_dataset.h>
 110 #include <sys/dsl_destroy.h>
 111 #include <sys/dsl_scan.h>
 112 #include <sys/zio_checksum.h>
 113 #include <sys/refcount.h>
 114 #include <sys/zfeature.h>
 115 #include <sys/dsl_userhold.h>
 116 #include <stdio.h>
 117 #include <stdio_ext.h>
 118 #include <stdlib.h>
 119 #include <unistd.h>
 120 #include <signal.h>
 121 #include <umem.h>
 122 #include <dlfcn.h>
 123 #include <ctype.h>
 124 #include <math.h>
 125 #include <errno.h>
 126 #include <sys/fs/zfs.h>
 127 #include <libnvpair.h>
 128 #include <libcmdutils.h>
 129
 130 static int ztest_fd_data = -1;
 131 static int ztest_fd_rand = -1;
 132
 133 typedef struct ztest_shared_hdr {
 134         uint64_t        zh_hdr_size;
 135         uint64_t        zh_opts_size;
 136         uint64_t        zh_size;
 137         uint64_t        zh_stats_size;
 138         uint64_t        zh_stats_count;
 139         uint64_t        zh_ds_size;
 140         uint64_t        zh_ds_count;
 141 } ztest_shared_hdr_t;
 142
 143 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 144
 145 typedef struct ztest_shared_opts {
 146         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 147         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 148         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 149         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 150         uint64_t zo_vdevs;
 151         uint64_t zo_vdevtime;
 152         size_t zo_vdev_size;
 153         int zo_ashift;
 154         int zo_mirrors;
 155         int zo_raidz;
 156         int zo_raidz_parity;
 157         int zo_datasets;
 158         int zo_threads;
 159         uint64_t zo_passtime;
 160         uint64_t zo_killrate;
 161         int zo_verbose;
 162         int zo_init;
 163         uint64_t zo_time;
 164         uint64_t zo_maxloops;
 165         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 166 } ztest_shared_opts_t;
 167
 168 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 169         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 170         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 171         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 172         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 173         .zo_vdevs = 5,
 174         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 175         .zo_mirrors = 2,
 176         .zo_raidz = 4,
 177         .zo_raidz_parity = 1,
 178         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 2,
 179         .zo_datasets = 7,
 180         .zo_threads = 23,
 181         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 182         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 183         .zo_verbose = 0,
 184         .zo_init = 1,
 185         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 186         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 187         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 188 };
 189
 190 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 191 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 192 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 193 extern int metaslab_preload_limit;
 194 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
 195
 196 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 197 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 198
 199 typedef struct ztest_shared_ds {
 200         uint64_t        zd_seq;
 201 } ztest_shared_ds_t;
 202
 203 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 204 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 205
 206 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 207 #define MAXFAULTS() \
 208         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 209
 210 enum ztest_io_type {
 211         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 212         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 213         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 214         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 215         ZTEST_IO_SETATTR,
 216         ZTEST_IO_REWRITE,
 217         ZTEST_IO_TYPES
 218 };
 219
 220 typedef struct ztest_block_tag {
 221         uint64_t        bt_magic;
 222         uint64_t        bt_objset;
 223         uint64_t        bt_object;
 224         uint64_t        bt_offset;
 225         uint64_t        bt_gen;
 226         uint64_t        bt_txg;
 227         uint64_t        bt_crtxg;
 228 } ztest_block_tag_t;
 229
 230 typedef struct bufwad {
 231         uint64_t        bw_index;
 232         uint64_t        bw_txg;
 233         uint64_t        bw_data;
 234 } bufwad_t;
 235
 236 /*
 237  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 238  */
 239 typedef enum {
 240         RL_READER,
 241         RL_WRITER,
 242         RL_APPEND
 243 } rl_type_t;
 244
 245 typedef struct rll {
 246         void            *rll_writer;
 247         int             rll_readers;
 248         mutex_t         rll_lock;
 249         cond_t          rll_cv;
 250 } rll_t;
 251
 252 typedef struct rl {
 253         uint64_t        rl_object;
 254         uint64_t        rl_offset;
 255         uint64_t        rl_size;
 256         rll_t           *rl_lock;
 257 } rl_t;
 258
 259 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 260 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 261
 262 /*
 263  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 264  */
 265 typedef struct ztest_od {
 266         uint64_t        od_dir;
 267         uint64_t        od_object;
 268         dmu_object_type_t od_type;
 269         dmu_object_type_t od_crtype;
 270         uint64_t        od_blocksize;
 271         uint64_t        od_crblocksize;
 272         uint64_t        od_gen;
 273         uint64_t        od_crgen;
 274         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 275 } ztest_od_t;
 276
 277 /*
 278  * Per-dataset state.
 279  */
 280 typedef struct ztest_ds {
 281         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 282         objset_t        *zd_os;
 283         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 284         zilog_t         *zd_zilog;
 285         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 286         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
 287         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 288         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 289         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 290 } ztest_ds_t;
 291
 292 /*
 293  * Per-iteration state.
 294  */
 295 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 296
 297 typedef struct ztest_info {
 298         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 299         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 300         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 301 } ztest_info_t;
 302
 303 typedef struct ztest_shared_callstate {
 304         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 305         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 306         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 307 } ztest_shared_callstate_t;
 308
 309 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 310 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 311
 312 /*
 313  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 314  */
 315 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 316 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 317 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 318 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 319 ztest_func_t ztest_zap;
 320 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 321 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 322 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 324 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 325 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 326 ztest_func_t ztest_fzap;
 327 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 328 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 329 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 330 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 331 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 332 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 333 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 334 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 335 ztest_func_t ztest_scrub;
 336 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 337 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 338 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 339 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 340 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 341 ztest_func_t ztest_split_pool;
 342 ztest_func_t ztest_reguid;
 343 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 344
 345 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 346 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 347 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 348 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 349 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 350
 351 ztest_info_t ztest_info[] = {
 352         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 353         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 354         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 355         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 356         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 357         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 358         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 359         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 360         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 361         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 362         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 363         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 364         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 365 #if 0
 366         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 367 #endif
 368         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 371         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 372         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 373         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 374         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 375         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 376         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 377         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 378         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 379         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
 380         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 381         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 382             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 383         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 384             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 385 };
 386
 387 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 388
 389 /*
 390  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 391  * The callbacks are ordered by txg number.
 392  */
 393 typedef struct ztest_cb_list {
 394         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 395         list_t  zcl_callbacks;
 396 } ztest_cb_list_t;
 397
 398 /*
 399  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 400  */
 401 typedef struct ztest_shared {
 402         boolean_t       zs_do_init;
 403         hrtime_t        zs_proc_start;
 404         hrtime_t        zs_proc_stop;
 405         hrtime_t        zs_thread_start;
 406         hrtime_t        zs_thread_stop;
 407         hrtime_t        zs_thread_kill;
 408         uint64_t        zs_enospc_count;
 409         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 410         uint64_t        zs_vdev_aux;
 411         uint64_t        zs_alloc;
 412         uint64_t        zs_space;
 413         uint64_t        zs_splits;
 414         uint64_t        zs_mirrors;
 415         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 416         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 417         uint64_t        zs_guid;
 418 } ztest_shared_t;
 419
 420 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 421
 422 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 423 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 424 ztest_shared_t *ztest_shared;
 425
 426 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 427 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 428
 429 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 430
 431 /*
 432  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 433  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 434  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 435  * namespace does not change while the lock is held.
 436  */
 437 static rwlock_t ztest_name_lock;
 438
 439 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 440 static boolean_t ztest_exiting;
 441
 442 /* Global commit callback list */
 443 static ztest_cb_list_t zcl;
 444
 445 enum ztest_object {
 446         ZTEST_META_DNODE = 0,
 447         ZTEST_DIROBJ,
 448         ZTEST_OBJECTS
 449 };
 450
 451 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 452
 453 /*
 454  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 455  * debugging facilities.
 456  */
 457 const char *
 458 _umem_debug_init()
 459 {
 460         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 461 }
 462
 463 const char *
 464 _umem_logging_init(void)
 465 {
 466         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 467 }
 468
 469 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 470
 471 char *fatal_msg;
 472
 473 static void
 474 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 475 {
 476         va_list args;
 477         int save_errno = errno;
 478         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 479
 480         (void) fflush(stdout);
 481
 482         va_start(args, message);
 483         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 484         /* LINTED */
 485         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 486         va_end(args);
 487         if (do_perror) {
 488                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 489                     ": %s", strerror(save_errno));
 490         }
 491         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 492         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 493         if (ztest_dump_core)
 494                 abort();
 495         exit(3);
 496 }
 497
 498 static int
 499 str2shift(const char *buf)
 500 {
 501         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 502         int i;
 503
 504         if (buf[0] == '\0')
 505                 return (0);
 506         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 507                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 508                         break;
 509         }
 510         if (i == strlen(ends)) {
 511                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 512                     buf);
 513                 usage(B_FALSE);
 514         }
 515         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 516                 return (10*i);
 517         }
 518         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 519         usage(B_FALSE);
 520         /* NOTREACHED */
 521 }
 522
 523 static uint64_t
 524 nicenumtoull(const char *buf)
 525 {
 526         char *end;
 527         uint64_t val;
 528
 529         val = strtoull(buf, &end, 0);
 530         if (end == buf) {
 531                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 532                 usage(B_FALSE);
 533         } else if (end[0] == '.') {
 534                 double fval = strtod(buf, &end);
 535                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 536                 if (fval > UINT64_MAX) {
 537                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 538                             buf);
 539                         usage(B_FALSE);
 540                 }
 541                 val = (uint64_t)fval;
 542         } else {
 543                 int shift = str2shift(end);
 544                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 545                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 546                             buf);
 547                         usage(B_FALSE);
 548                 }
 549                 val <<= shift;
 550         }
 551         return (val);
 552 }
 553
 554 static void
 555 usage(boolean_t requested)
 556 {
 557         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 558
 559         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
 560         char nice_gang_bang[NN_NUMBUF_SZ];
 561         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 562
 563         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
 564         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang,
 565             sizeof (nice_gang_bang));
 566
 567         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 568             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 569             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 570             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 571             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 572             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 573             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 574             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 575             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 576             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 577             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 578             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 579             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 580             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 581             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 582             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 583             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 584             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 585             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 586             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 587             "\t[-h] (print help)\n"
 588             "",
 589             zo->zo_pool,
 590             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 591             nice_vdev_size,                             /* -s */
 592             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 593             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 594             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 595             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 596             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 597             zo->zo_threads,                             /* -t */
 598             nice_gang_bang,                             /* -g */
 599             zo->zo_init,                                /* -i */
 600             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 601             zo->zo_pool,                                /* -p */
 602             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 603             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 604             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 605             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 606         exit(requested ? 0 : 1);
 607 }
 608
 609 static void
 610 process_options(int argc, char **argv)
 611 {
 612         char *path;
 613         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 614
 615         int opt;
 616         uint64_t value;
 617         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 618
 619         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 620
 621         while ((opt = getopt(argc, argv,
 622             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 623                 value = 0;
 624                 switch (opt) {
 625                 case 'v':
 626                 case 's':
 627                 case 'a':
 628                 case 'm':
 629                 case 'r':
 630                 case 'R':
 631                 case 'd':
 632                 case 't':
 633                 case 'g':
 634                 case 'i':
 635                 case 'k':
 636                 case 'T':
 637                 case 'P':
 638                 case 'F':
 639                         value = nicenumtoull(optarg);
 640                 }
 641                 switch (opt) {
 642                 case 'v':
 643                         zo->zo_vdevs = value;
 644                         break;
 645                 case 's':
 646                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 647                         break;
 648                 case 'a':
 649                         zo->zo_ashift = value;
 650                         break;
 651                 case 'm':
 652                         zo->zo_mirrors = value;
 653                         break;
 654                 case 'r':
 655                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 656                         break;
 657                 case 'R':
 658                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 659                         break;
 660                 case 'd':
 661                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 662                         break;
 663                 case 't':
 664                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 665                         break;
 666                 case 'g':
 667                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 668                             value);
 669                         break;
 670                 case 'i':
 671                         zo->zo_init = value;
 672                         break;
 673                 case 'k':
 674                         zo->zo_killrate = value;
 675                         break;
 676                 case 'p':
 677                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 678                             sizeof (zo->zo_pool));
 679                         break;
 680                 case 'f':
 681                         path = realpath(optarg, NULL);
 682                         if (path == NULL) {
 683                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 684                                     optarg, strerror(errno));
 685                                 usage(B_FALSE);
 686                         } else {
 687                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 688                                     sizeof (zo->zo_dir));
 689                         }
 690                         break;
 691                 case 'V':
 692                         zo->zo_verbose++;
 693                         break;
 694                 case 'E':
 695                         zo->zo_init = 0;
 696                         break;
 697                 case 'T':
 698                         zo->zo_time = value;
 699                         break;
 700                 case 'P':
 701                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 702                         break;
 703                 case 'F':
 704                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 705                         break;
 706                 case 'B':
 707                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 708                         break;
 709                 case 'h':
 710                         usage(B_TRUE);
 711                         break;
 712                 case '?':
 713                 default:
 714                         usage(B_FALSE);
 715                         break;
 716                 }
 717         }
 718
 719         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 720
 721         zo->zo_vdevtime =
 722             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 723             UINT64_MAX >> 2);
 724
 725         if (strlen(altdir) > 0) {
 726                 char *cmd;
 727                 char *realaltdir;
 728                 char *bin;
 729                 char *ztest;
 730                 char *isa;
 731                 int isalen;
 732
 733                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 734                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 735
 736                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 737                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 738                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 739                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 740                             altdir);
 741                 }
 742                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 743
 744                 /*
 745                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 746                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 747                  * 32 or 64 bit binaries.
 748                  */
 749                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 750                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 751                 isa = bin + 9;
 752                 isalen = ztest - isa;
 753                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 754                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 755                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 756                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 757
 758                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 759                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 760                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 761                             zo->zo_alt_ztest);
 762                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 763                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 764                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 765                             zo->zo_alt_libpath);
 766                 }
 767
 768                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 769                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 770         }
 771 }
 772
 773 static void
 774 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 775 {
 776         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 777         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 778
 779         /*
 780          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 781          * See comment above spa_config_sync().
 782          */
 783         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 784         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 785         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 786
 787         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 788         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 789 }
 790
 791 static uint64_t
 792 ztest_random(uint64_t range)
 793 {
 794         uint64_t r;
 795
 796         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 797
 798         if (range == 0)
 799                 return (0);
 800
 801         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 802                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 803
 804         return (r % range);
 805 }
 806
 807 /* ARGSUSED */
 808 static void
 809 ztest_record_enospc(const char *s)
 810 {
 811         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 812 }
 813
 814 static uint64_t
 815 ztest_get_ashift(void)
 816 {
 817         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 818                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 819         return (ztest_opts.zo_ashift);
 820 }
 821
 822 static nvlist_t *
 823 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 824 {
 825         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 826         uint64_t vdev;
 827         nvlist_t *file;
 828
 829         if (ashift == 0)
 830                 ashift = ztest_get_ashift();
 831
 832         if (path == NULL) {
 833                 path = pathbuf;
 834
 835                 if (aux != NULL) {
 836                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 837                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 838                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 839                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 840                             aux, vdev);
 841                 } else {
 842                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 843                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 844                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 845                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 846                 }
 847         }
 848
 849         if (size != 0) {
 850                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 851                 if (fd == -1)
 852                         fatal(1, "can't open %s", path);
 853                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 854                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 855                 (void) close(fd);
 856         }
 857
 858         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 859         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 860         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 861         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 862
 863         return (file);
 864 }
 865
 866 static nvlist_t *
 867 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 868     uint64_t ashift, int r)
 869 {
 870         nvlist_t *raidz, **child;
 871         int c;
 872
 873         if (r < 2)
 874                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 875         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 876
 877         for (c = 0; c < r; c++)
 878                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 879
 880         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 881         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 882             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 883         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 884             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 885         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 886             child, r) == 0);
 887
 888         for (c = 0; c < r; c++)
 889                 nvlist_free(child[c]);
 890
 891         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 892
 893         return (raidz);
 894 }
 895
 896 static nvlist_t *
 897 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 898     uint64_t ashift, int r, int m)
 899 {
 900         nvlist_t *mirror, **child;
 901         int c;
 902
 903         if (m < 1)
 904                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 905
 906         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 907
 908         for (c = 0; c < m; c++)
 909                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 910
 911         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 912         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 913             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 914         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 915             child, m) == 0);
 916
 917         for (c = 0; c < m; c++)
 918                 nvlist_free(child[c]);
 919
 920         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 921
 922         return (mirror);
 923 }
 924
 925 static nvlist_t *
 926 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 927     int log, int r, int m, int t)
 928 {
 929         nvlist_t *root, **child;
 930         int c;
 931
 932         ASSERT(t > 0);
 933
 934         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 935
 936         for (c = 0; c < t; c++) {
 937                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 938                     r, m);
 939                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 940                     log) == 0);
 941         }
 942
 943         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 944         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 945         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 946             child, t) == 0);
 947
 948         for (c = 0; c < t; c++)
 949                 nvlist_free(child[c]);
 950
 951         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 952
 953         return (root);
 954 }
 955
 956 /*
 957  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 958  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 959  */
 960 static uint64_t
 961 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 962 {
 963         uint64_t version = initial_version;
 964
 965         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 966                 version = version +
 967                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 968         }
 969
 970         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 971                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 972
 973         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 974         return (version);
 975 }
 976
 977 static int
 978 ztest_random_blocksize(void)
 979 {
 980         uint64_t block_shift;
 981         /*
 982          * Choose a block size >= the ashift.
 983          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
 984          */
 985         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
 986         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
 987                 maxbs = 20;
 988         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
 989         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
 990 }
 991
 992 static int
 993 ztest_random_ibshift(void)
 994 {
 995         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
 996             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
 997 }
 998
 999 static uint64_t
1000 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1001 {
1002         uint64_t top;
1003         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1004         vdev_t *tvd;
1005
1006         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1007
1008         do {
1009                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1010                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1011         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1012             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1013
1014         return (top);
1015 }
1016
1017 static uint64_t
1018 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1019 {
1020         uint64_t value;
1021
1022         do {
1023                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1024         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1025
1026         return (value);
1027 }
1028
1029 static int
1030 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1031     boolean_t inherit)
1032 {
1033         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1034         const char *valname;
1035         char setpoint[MAXPATHLEN];
1036         uint64_t curval;
1037         int error;
1038
1039         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1040             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1041
1042         if (error == ENOSPC) {
1043                 ztest_record_enospc(FTAG);
1044                 return (error);
1045         }
1046         ASSERT0(error);
1047
1048         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1049
1050         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1051                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1052                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1053                     osname, propname, valname, setpoint);
1054         }
1055
1056         return (error);
1057 }
1058
1059 static int
1060 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1061 {
1062         spa_t *spa = ztest_spa;
1063         nvlist_t *props = NULL;
1064         int error;
1065
1066         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1067         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1068
1069         error = spa_prop_set(spa, props);
1070
1071         nvlist_free(props);
1072
1073         if (error == ENOSPC) {
1074                 ztest_record_enospc(FTAG);
1075                 return (error);
1076         }
1077         ASSERT0(error);
1078
1079         return (error);
1080 }
1081
1082 static void
1083 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1084 {
1085         rll->rll_writer = NULL;
1086         rll->rll_readers = 0;
1087         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1088         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1089 }
1090
1091 static void
1092 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1093 {
1094         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1095         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1096         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1097         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1098 }
1099
1100 static void
1101 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1102 {
1103         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1104
1105         if (type == RL_READER) {
1106                 while (rll->rll_writer != NULL)
1107                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1108                 rll->rll_readers++;
1109         } else {
1110                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1111                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1112                 rll->rll_writer = curthread;
1113         }
1114
1115         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1116 }
1117
1118 static void
1119 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1120 {
1121         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1122
1123         if (rll->rll_writer) {
1124                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1125                 rll->rll_writer = NULL;
1126         } else {
1127                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1128                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1129                 rll->rll_readers--;
1130         }
1131
1132         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1133                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1134
1135         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1136 }
1137
1138 static void
1139 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1140 {
1141         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1142
1143         ztest_rll_lock(rll, type);
1144 }
1145
1146 static void
1147 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1148 {
1149         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1150
1151         ztest_rll_unlock(rll);
1152 }
1153
1154 static rl_t *
1155 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1156     uint64_t size, rl_type_t type)
1157 {
1158         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1159         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1160         rl_t *rl;
1161
1162         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1163         rl->rl_object = object;
1164         rl->rl_offset = offset;
1165         rl->rl_size = size;
1166         rl->rl_lock = rll;
1167
1168         ztest_rll_lock(rll, type);
1169
1170         return (rl);
1171 }
1172
1173 static void
1174 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1175 {
1176         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1177
1178         ztest_rll_unlock(rll);
1179
1180         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1181 }
1182
1183 static void
1184 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1185 {
1186         zd->zd_os = os;
1187         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1188         zd->zd_shared = szd;
1189         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1190
1191         if (zd->zd_shared != NULL)
1192                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1193
1194         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1195         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1196
1197         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1198                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1199
1200         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1201                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1202 }
1203
1204 static void
1205 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1206 {
1207         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1208
1209         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1210                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1211
1212         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1213                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1214 }
1215
1216 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1217
1218 static uint64_t
1219 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1220 {
1221         uint64_t txg;
1222         int error;
1223
1224         /*
1225          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1226          */
1227         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1228         if (error) {
1229                 if (error == ERESTART) {
1230                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1231                         dmu_tx_wait(tx);
1232                 } else {
1233                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1234                         ztest_record_enospc(tag);
1235                 }
1236                 dmu_tx_abort(tx);
1237                 return (0);
1238         }
1239         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1240         ASSERT(txg != 0);
1241         return (txg);
1242 }
1243
1244 static void
1245 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1246 {
1247         uint64_t *ip = buf;
1248         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1249
1250         while (ip < ip_end)
1251                 *ip++ = value;
1252 }
1253
1254 static boolean_t
1255 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1256 {
1257         uint64_t *ip = buf;
1258         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1259         uint64_t diff = 0;
1260
1261         while (ip < ip_end)
1262                 diff |= (value - *ip++);
1263
1264         return (diff == 0);
1265 }
1266
1267 static void
1268 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1269     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1270 {
1271         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1272         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1273         bt->bt_object = object;
1274         bt->bt_offset = offset;
1275         bt->bt_gen = gen;
1276         bt->bt_txg = txg;
1277         bt->bt_crtxg = crtxg;
1278 }
1279
1280 static void
1281 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1282     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1283 {
1284         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1285         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1286         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1287         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1288         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1289         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1290         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1291 }
1292
1293 static ztest_block_tag_t *
1294 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1295 {
1296         dmu_object_info_t doi;
1297         ztest_block_tag_t *bt;
1298
1299         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1300         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1301         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1302         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1303
1304         return (bt);
1305 }
1306
1307 /*
1308  * ZIL logging ops
1309  */
1310
1311 #define lrz_type        lr_mode
1312 #define lrz_blocksize   lr_uid
1313 #define lrz_ibshift     lr_gid
1314 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1315 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1316
1317 static void
1318 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1319 {
1320         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1321         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1322         itx_t *itx;
1323
1324         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1325                 return;
1326
1327         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1328         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1329             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1330
1331         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1332 }
1333
1334 static void
1335 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1336 {
1337         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1338         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1339         itx_t *itx;
1340
1341         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1342                 return;
1343
1344         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1345         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1346             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1347
1348         itx->itx_oid = object;
1349         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1350 }
1351
1352 static void
1353 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1354 {
1355         itx_t *itx;
1356         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1357
1358         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1359                 return;
1360
1361         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1362                 write_state = WR_INDIRECT;
1363
1364         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1365             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1366
1367         if (write_state == WR_COPIED &&
1368             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1369             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1370                 zil_itx_destroy(itx);
1371                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1372                 write_state = WR_NEED_COPY;
1373         }
1374         itx->itx_private = zd;
1375         itx->itx_wr_state = write_state;
1376         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1377
1378         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1379             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1380
1381         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1382 }
1383
1384 static void
1385 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1386 {
1387         itx_t *itx;
1388
1389         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1390                 return;
1391
1392         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1393         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1394             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1395
1396         itx->itx_sync = B_FALSE;
1397         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1398 }
1399
1400 static void
1401 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1402 {
1403         itx_t *itx;
1404
1405         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1406                 return;
1407
1408         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1409         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1410             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1411
1412         itx->itx_sync = B_FALSE;
1413         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * ZIL replay ops
1418  */
1419 static int
1420 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1421 {
1422         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1423         objset_t *os = zd->zd_os;
1424         ztest_block_tag_t *bbt;
1425         dmu_buf_t *db;
1426         dmu_tx_t *tx;
1427         uint64_t txg;
1428         int error = 0;
1429
1430         if (byteswap)
1431                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1432
1433         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1434         ASSERT(name[0] != '\0');
1435
1436         tx = dmu_tx_create(os);
1437
1438         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1439
1440         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1441                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1442         } else {
1443                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1444         }
1445
1446         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1447         if (txg == 0)
1448                 return (ENOSPC);
1449
1450         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1451
1452         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1453                 if (lr->lr_foid == 0) {
1454                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1455                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1456                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1457                 } else {
1458                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1459                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1460                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1461                 }
1462         } else {
1463                 if (lr->lr_foid == 0) {
1464                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1465                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1466                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1467                 } else {
1468                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1469                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1470                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1471                 }
1472         }
1473
1474         if (error) {
1475                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1476                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1477                 dmu_tx_commit(tx);
1478                 return (error);
1479         }
1480
1481         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1482
1483         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1484                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1485                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1486
1487         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1488         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1489         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1490         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1491         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1492
1493         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1494             &lr->lr_foid, tx));
1495
1496         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1497
1498         dmu_tx_commit(tx);
1499
1500         return (0);
1501 }
1502
1503 static int
1504 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1505 {
1506         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1507         objset_t *os = zd->zd_os;
1508         dmu_object_info_t doi;
1509         dmu_tx_t *tx;
1510         uint64_t object, txg;
1511
1512         if (byteswap)
1513                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1514
1515         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1516         ASSERT(name[0] != '\0');
1517
1518         VERIFY3U(0, ==,
1519             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1520         ASSERT(object != 0);
1521
1522         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1523
1524         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1525
1526         tx = dmu_tx_create(os);
1527
1528         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1529         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1530
1531         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1532         if (txg == 0) {
1533                 ztest_object_unlock(zd, object);
1534                 return (ENOSPC);
1535         }
1536
1537         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1538                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1539         } else {
1540                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1541         }
1542
1543         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1544
1545         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1546
1547         dmu_tx_commit(tx);
1548
1549         ztest_object_unlock(zd, object);
1550
1551         return (0);
1552 }
1553
1554 static int
1555 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1556 {
1557         objset_t *os = zd->zd_os;
1558         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1559         uint64_t offset, length;
1560         ztest_block_tag_t *bt = data;
1561         ztest_block_tag_t *bbt;
1562         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1563         dmu_object_info_t doi;
1564         dmu_tx_t *tx;
1565         dmu_buf_t *db;
1566         arc_buf_t *abuf = NULL;
1567         rl_t *rl;
1568
1569         if (byteswap)
1570                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1571
1572         offset = lr->lr_offset;
1573         length = lr->lr_length;
1574
1575         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1576         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1577                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1578                 if (length < blocksize) {
1579                         offset -= offset % blocksize;
1580                         length = blocksize;
1581                 }
1582         }
1583
1584         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1585                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1586
1587         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1588                 bt = NULL;
1589
1590         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1591         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1592
1593         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1594
1595         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1596
1597         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1598         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1599         gen = bbt->bt_gen;
1600         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1601         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1602
1603         tx = dmu_tx_create(os);
1604
1605         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1606
1607         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1608             P2PHASE(offset, length) == 0)
1609                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1610
1611         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1612         if (txg == 0) {
1613                 if (abuf != NULL)
1614                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1615                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1616                 ztest_range_unlock(rl);
1617                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1618                 return (ENOSPC);
1619         }
1620
1621         if (bt != NULL) {
1622                 /*
1623                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1624                  * but not always, because we also want to verify correct
1625                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1626                  */
1627                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1628                 if (ztest_random(4) != 0) {
1629                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1630                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1631                         ztest_block_tag_t rbt;
1632
1633                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1634                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1635                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1636                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1637                                     offset, gen, txg, crtxg);
1638                         }
1639                 }
1640
1641                 /*
1642                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1643                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1644                  * open-context data, which may be different than the data
1645                  * as it was when the write was generated.
1646                  */
1647                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1648                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1649                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1650                             bt->bt_crtxg);
1651                 }
1652
1653                 /*
1654                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1655                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1656                  */
1657                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1658         }
1659
1660         if (abuf == NULL) {
1661                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1662         } else {
1663                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1664                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1665         }
1666
1667         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1668
1669         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1670
1671         dmu_tx_commit(tx);
1672
1673         ztest_range_unlock(rl);
1674         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1675
1676         return (0);
1677 }
1678
1679 static int
1680 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1681 {
1682         objset_t *os = zd->zd_os;
1683         dmu_tx_t *tx;
1684         uint64_t txg;
1685         rl_t *rl;
1686
1687         if (byteswap)
1688                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1689
1690         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1691         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1692             RL_WRITER);
1693
1694         tx = dmu_tx_create(os);
1695
1696         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1697
1698         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1699         if (txg == 0) {
1700                 ztest_range_unlock(rl);
1701                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1702                 return (ENOSPC);
1703         }
1704
1705         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1706             lr->lr_length, tx) == 0);
1707
1708         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1709
1710         dmu_tx_commit(tx);
1711
1712         ztest_range_unlock(rl);
1713         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1714
1715         return (0);
1716 }
1717
1718 static int
1719 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1720 {
1721         objset_t *os = zd->zd_os;
1722         dmu_tx_t *tx;
1723         dmu_buf_t *db;
1724         ztest_block_tag_t *bbt;
1725         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1726
1727         if (byteswap)
1728                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1729
1730         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1731
1732         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1733
1734         tx = dmu_tx_create(os);
1735         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1736
1737         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1738         if (txg == 0) {
1739                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1740                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1741                 return (ENOSPC);
1742         }
1743
1744         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1745         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1746         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1747         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1748
1749         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1750                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1751                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1752                 ASSERT(lrtxg != 0);
1753         } else {
1754                 /*
1755                  * Randomly change the size and increment the generation.
1756                  */
1757                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1758                     sizeof (*bbt);
1759                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1760                 ASSERT(lrtxg == 0);
1761         }
1762
1763         /*
1764          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1765          */
1766         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1767             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1768
1769         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1770
1771         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1772         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1773         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1774         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1775
1776         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1777
1778         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1779
1780         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1781
1782         dmu_tx_commit(tx);
1783
1784         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1785
1786         return (0);
1787 }
1788
1789 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1790         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1791         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1792         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1793         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1794         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1795         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1796         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1797         NULL,                   /* TX_LINK */
1798         NULL,                   /* TX_RENAME */
1799         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1800         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1801         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1802         NULL,                   /* TX_ACL */
1803         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1804         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1805         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1806         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1807         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1808         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1809         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1810 };
1811
1812 /*
1813  * ZIL get_data callbacks
1814  */
1815
1816 static void
1817 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1818 {
1819         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1820         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1821
1822         if (zgd->zgd_db)
1823                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1824
1825         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1826         ztest_object_unlock(zd, object);
1827
1828         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1829                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1830
1831         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1832 }
1833
1834 static int
1835 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1836 {
1837         ztest_ds_t *zd = arg;
1838         objset_t *os = zd->zd_os;
1839         uint64_t object = lr->lr_foid;
1840         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1841         uint64_t size = lr->lr_length;
1842         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1843         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1844         uint64_t crtxg;
1845         dmu_object_info_t doi;
1846         dmu_buf_t *db;
1847         zgd_t *zgd;
1848         int error;
1849
1850         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1851         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1852         if (error) {
1853                 ztest_object_unlock(zd, object);
1854                 return (error);
1855         }
1856
1857         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1858
1859         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1860                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1861                 ztest_object_unlock(zd, object);
1862                 return (ENOENT);
1863         }
1864
1865         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1866         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1867         db = NULL;
1868
1869         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1870         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1871         zgd->zgd_private = zd;
1872
1873         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1874                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1875                     RL_READER);
1876
1877                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1878                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1879                 ASSERT(error == 0);
1880         } else {
1881                 size = doi.doi_data_block_size;
1882                 if (ISP2(size)) {
1883                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1884                 } else {
1885                         ASSERT(offset < size);
1886                         offset = 0;
1887                 }
1888
1889                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1890                     RL_READER);
1891
1892                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1893                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1894
1895                 if (error == 0) {
1896                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1897                         if (obp) {
1898                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1899                                 *bp = *obp;
1900                         }
1901
1902                         zgd->zgd_db = db;
1903                         zgd->zgd_bp = bp;
1904
1905                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1906                         ASSERT(db->db_size == size);
1907
1908                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1909                             ztest_get_done, zgd);
1910
1911                         if (error == 0)
1912                                 return (0);
1913                 }
1914         }
1915
1916         ztest_get_done(zgd, error);
1917
1918         return (error);
1919 }
1920
1921 static void *
1922 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1923 {
1924         char *lr;
1925         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1926
1927         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1928
1929         if (name)
1930                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1931
1932         return (lr);
1933 }
1934
1935 void
1936 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1937 {
1938         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1939
1940         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1945  */
1946 static int
1947 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1948 {
1949         int missing = 0;
1950         int error;
1951
1952         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1953
1954         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1955                 od->od_object = 0;
1956                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1957                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1958                 if (error) {
1959                         ASSERT(error == ENOENT);
1960                         ASSERT(od->od_object == 0);
1961                         missing++;
1962                 } else {
1963                         dmu_buf_t *db;
1964                         ztest_block_tag_t *bbt;
1965                         dmu_object_info_t doi;
1966
1967                         ASSERT(od->od_object != 0);
1968                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1969
1970                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1971                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1972                             od->od_object, FTAG, &db));
1973                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1974                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1975                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1976                         od->od_type = doi.doi_type;
1977                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1978                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1979                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1980                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1981                 }
1982         }
1983
1984         return (missing);
1985 }
1986
1987 static int
1988 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1989 {
1990         int missing = 0;
1991
1992         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1993
1994         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1995                 if (missing) {
1996                         od->od_object = 0;
1997                         missing++;
1998                         continue;
1999                 }
2000
2001                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2002
2003                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2004                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2005                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2006                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2007                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2008                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2009                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2010                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2011                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2012
2013                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2014                         ASSERT(missing == 0);
2015                         od->od_object = 0;
2016                         missing++;
2017                 } else {
2018                         od->od_object = lr->lr_foid;
2019                         od->od_type = od->od_crtype;
2020                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2021                         od->od_gen = od->od_crgen;
2022                         ASSERT(od->od_object != 0);
2023                 }
2024
2025                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2026         }
2027
2028         return (missing);
2029 }
2030
2031 static int
2032 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2033 {
2034         int missing = 0;
2035         int error;
2036
2037         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2038
2039         od += count - 1;
2040
2041         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2042                 if (missing) {
2043                         missing++;
2044                         continue;
2045                 }
2046
2047                 /*
2048                  * No object was found.
2049                  */
2050                 if (od->od_object == 0)
2051                         continue;
2052
2053                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2054
2055                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2056
2057                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2058                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2059                         missing++;
2060                 } else {
2061                         od->od_object = 0;
2062                 }
2063                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2064         }
2065
2066         return (missing);
2067 }
2068
2069 static int
2070 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2071     void *data)
2072 {
2073         lr_write_t *lr;
2074         int error;
2075
2076         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2077
2078         lr->lr_foid = object;
2079         lr->lr_offset = offset;
2080         lr->lr_length = size;
2081         lr->lr_blkoff = 0;
2082         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2083
2084         bcopy(data, lr + 1, size);
2085
2086         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2087
2088         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2089
2090         return (error);
2091 }
2092
2093 static int
2094 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2095 {
2096         lr_truncate_t *lr;
2097         int error;
2098
2099         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2100
2101         lr->lr_foid = object;
2102         lr->lr_offset = offset;
2103         lr->lr_length = size;
2104
2105         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2106
2107         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2108
2109         return (error);
2110 }
2111
2112 static int
2113 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2114 {
2115         lr_setattr_t *lr;
2116         int error;
2117
2118         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2119
2120         lr->lr_foid = object;
2121         lr->lr_size = 0;
2122         lr->lr_mode = 0;
2123
2124         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2125
2126         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2127
2128         return (error);
2129 }
2130
2131 static void
2132 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2133 {
2134         objset_t *os = zd->zd_os;
2135         dmu_tx_t *tx;
2136         uint64_t txg;
2137         rl_t *rl;
2138
2139         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2140
2141         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2142         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2143
2144         tx = dmu_tx_create(os);
2145
2146         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2147
2148         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2149
2150         if (txg != 0) {
2151                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2152                 dmu_tx_commit(tx);
2153                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2154         } else {
2155                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2156         }
2157
2158         ztest_range_unlock(rl);
2159         ztest_object_unlock(zd, object);
2160 }
2161
2162 static void
2163 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2164 {
2165         int err;
2166         ztest_block_tag_t wbt;
2167         dmu_object_info_t doi;
2168         enum ztest_io_type io_type;
2169         uint64_t blocksize;
2170         void *data;
2171
2172         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2173         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2174         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2175
2176         /*
2177          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2178          */
2179         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2180         if (ztest_random(2) == 0)
2181                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2182
2183         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2184
2185         switch (io_type) {
2186
2187         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2188                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2189                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2190                 break;
2191
2192         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2193                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2194                 if (ztest_random(2) == 0) {
2195                         /*
2196                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2197                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2198                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2199                          */
2200                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2201                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2202                 }
2203                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2204                 break;
2205
2206         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2207                 bzero(data, blocksize);
2208                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2209                 break;
2210
2211         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2212                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2213                 break;
2214
2215         case ZTEST_IO_SETATTR:
2216                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2217                 break;
2218
2219         case ZTEST_IO_REWRITE:
2220                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2221                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2222                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2223                     B_FALSE);
2224                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2225                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2226                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2227                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2228                     B_FALSE);
2229                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2230                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2231
2232                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2233                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2234
2235                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2236                 break;
2237         }
2238
2239         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2240
2241         umem_free(data, blocksize);
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Initialize an object description template.
2246  */
2247 static void
2248 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2249     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2250 {
2251         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2252         od->od_object = 0;
2253
2254         od->od_crtype = type;
2255         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2256         od->od_crgen = gen;
2257
2258         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2259         od->od_blocksize = 0;
2260         od->od_gen = 0;
2261
2262         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2263             tag, (int64_t)id, index);
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2268  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2269  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2270  * use the existing objects.
2271  */
2272 static int
2273 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2274 {
2275         int count = size / sizeof (*od);
2276         int rv = 0;
2277
2278         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2279         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2280             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2281             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2282                 rv = -1;
2283         zd->zd_od = od;
2284         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2285
2286         return (rv);
2287 }
2288
2289 /* ARGSUSED */
2290 void
2291 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2292 {
2293         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2294
2295         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2296
2297         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2298
2299         /*
2300          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2301          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2302          * will verify that the log really does contain this record.
2303          */
2304         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2305         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2306         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2307         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2308         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2309
2310         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2315  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2316  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2317  */
2318 /* ARGSUSED */
2319 void
2320 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2321 {
2322         objset_t *os = zd->zd_os;
2323
2324         /*
2325          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2326          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2327          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2328          */
2329         VERIFY0(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock));
2330         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2331
2332         /* zfsvfs_teardown() */
2333         zil_close(zd->zd_zilog);
2334
2335         /* zfsvfs_setup() */
2336         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2337         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2338
2339         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2340         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2345  * or create a pool with a bad vdev spec.
2346  */
2347 /* ARGSUSED */
2348 void
2349 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2350 {
2351         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2352         spa_t *spa;
2353         nvlist_t *nvroot;
2354
2355         /*
2356          * Attempt to create using a bad file.
2357          */
2358         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2359         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2360             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2361         nvlist_free(nvroot);
2362
2363         /*
2364          * Attempt to create using a bad mirror.
2365          */
2366         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2367         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2368             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2369         nvlist_free(nvroot);
2370
2371         /*
2372          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2373          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2374          */
2375         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2376         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2377         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2378         nvlist_free(nvroot);
2379         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2380         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2381         spa_close(spa, FTAG);
2382
2383         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2384 }
2385
2386 /* ARGSUSED */
2387 void
2388 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2389 {
2390         spa_t *spa;
2391         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2392         uint64_t version, newversion;
2393         nvlist_t *nvroot, *props;
2394         char *name;
2395
2396         VERIFY0(mutex_lock(&ztest_vdev_lock));
2397         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2398
2399         /*
2400          * Clean up from previous runs.
2401          */
2402         (void) spa_destroy(name);
2403
2404         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2405             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2406
2407         /*
2408          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2409          * the initial version is capable of supporting that feature.
2410          */
2411         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2412         case 0:
2413         case 1:
2414                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2415                 break;
2416         case 2:
2417                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2418                 break;
2419         case 3:
2420                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2421                 break;
2422         }
2423
2424         /*
2425          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2426          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2427          */
2428         do {
2429                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2430         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2431
2432         props = fnvlist_alloc();
2433         fnvlist_add_uint64(props,
2434             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2435         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2436         fnvlist_free(nvroot);
2437         fnvlist_free(props);
2438
2439         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2440         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2441         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2442
2443         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2444                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2445                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2446         }
2447
2448         spa_upgrade(spa, newversion);
2449         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2450         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2451             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2452         spa_close(spa, FTAG);
2453
2454         strfree(name);
2455         VERIFY0(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock));
2456 }
2457
2458 static vdev_t *
2459 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2460 {
2461         vdev_t *mvd;
2462
2463         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2464                 return (vd);
2465
2466         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2467                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2468                     NULL)
2469                         return (mvd);
2470
2471         return (NULL);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2476  */
2477 int
2478 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2479 {
2480         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2481         int c;
2482
2483         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2484
2485         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2486                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2487
2488                 if (cvd->vdev_ishole)
2489                         break;
2490         }
2491         return (c);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Verify that vdev_add() works as expected.
2496  */
2497 /* ARGSUSED */
2498 void
2499 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2500 {
2501         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2502         spa_t *spa = ztest_spa;
2503         uint64_t leaves;
2504         uint64_t guid;
2505         nvlist_t *nvroot;
2506         int error;
2507
2508         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2509         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2510
2511         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2512
2513         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2514
2515         /*
2516          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2517          */
2518         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2519                 /*
2520                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2521                  */
2522                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2523
2524                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2525
2526                 /*
2527                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2528                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2529                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2530                  * grab a reference on the dataset which may cause
2531                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2532                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2533                  */
2534                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2535                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2536                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2537
2538                 if (error && error != EEXIST)
2539                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2540         } else {
2541                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2542
2543                 /*
2544                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2545                  */
2546                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2547                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2548                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2549                     zs->zs_mirrors, 1);
2550
2551                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2552                 nvlist_free(nvroot);
2553
2554                 if (error == ENOSPC)
2555                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2556                 else if (error != 0)
2557                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2558         }
2559
2560         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2561 }
2562
2563 /*
2564  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2565  */
2566 /* ARGSUSED */
2567 void
2568 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2569 {
2570         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2571         spa_t *spa = ztest_spa;
2572         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2573         spa_aux_vdev_t *sav;
2574         char *aux;
2575         uint64_t guid = 0;
2576         int error;
2577
2578         if (ztest_random(2) == 0) {
2579                 sav = &spa->spa_spares;
2580                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2581         } else {
2582                 sav = &spa->spa_l2cache;
2583                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2584         }
2585
2586         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2587
2588         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2589
2590         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2591                 /*
2592                  * Pick a random device to remove.
2593                  */
2594                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2595         } else {
2596                 /*
2597                  * Find an unused device we can add.
2598                  */
2599                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2600                 for (;;) {
2601                         char path[MAXPATHLEN];
2602                         int c;
2603                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2604                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2605                             zs->zs_vdev_aux);
2606                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2607                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2608                                     path) == 0)
2609                                         break;
2610                         if (c == sav->sav_count &&
2611                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2612                                 break;
2613                         zs->zs_vdev_aux++;
2614                 }
2615         }
2616
2617         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2618
2619         if (guid == 0) {
2620                 /*
2621                  * Add a new device.
2622                  */
2623                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2624                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2625                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2626                 if (error != 0)
2627                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2628                 nvlist_free(nvroot);
2629         } else {
2630                 /*
2631                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2632                  * vdev state first to make sure we handle removal
2633                  * of devices that have pending state changes.
2634                  */
2635                 if (ztest_random(2) == 0)
2636                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2637
2638                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2639                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2640                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2641         }
2642
2643         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2648  */
2649 /* ARGSUSED */
2650 void
2651 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2652 {
2653         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2654         spa_t *spa = ztest_spa;
2655         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2656         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2657         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2658         int error = 0;
2659
2660         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2661
2662         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2663         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2664                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2665                 return;
2666         }
2667
2668         /* clean up the old pool, if any */
2669         (void) spa_destroy("splitp");
2670
2671         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2672
2673         /* generate a config from the existing config */
2674         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2675         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2676             &tree) == 0);
2677         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2678
2679         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2680             &children) == 0);
2681
2682         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2683         for (c = 0; c < children; c++) {
2684                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2685                 nvlist_t **mchild;
2686                 uint_t mchildren;
2687
2688                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2689                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2690                             0) == 0);
2691                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2692                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2693                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2694                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2695                         if (lastlogid == 0)
2696                                 lastlogid = schildren;
2697                         ++schildren;
2698                         continue;
2699                 }
2700                 lastlogid = 0;
2701                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2702                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2703                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2704         }
2705
2706         /* OK, create a config that can be used to split */
2707         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2708         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2709             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2710         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2711             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2712
2713         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2714         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2715
2716         for (c = 0; c < schildren; c++)
2717                 nvlist_free(schild[c]);
2718         free(schild);
2719         nvlist_free(split);
2720
2721         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2722
2723         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2724         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2725         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2726
2727         nvlist_free(config);
2728
2729         if (error == 0) {
2730                 (void) printf("successful split - results:\n");
2731                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2732                 show_pool_stats(spa);
2733                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2734                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2735                 ++zs->zs_splits;
2736                 --zs->zs_mirrors;
2737         }
2738         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2739
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Verify that we can attach and detach devices.
2744  */
2745 /* ARGSUSED */
2746 void
2747 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2748 {
2749         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2750         spa_t *spa = ztest_spa;
2751         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2752         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2753         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2754         nvlist_t *root;
2755         uint64_t leaves;
2756         uint64_t leaf, top;
2757         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2758         uint64_t oldguid, pguid;
2759         uint64_t oldsize, newsize;
2760         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2761         int replacing;
2762         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2763         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2764         int oldvd_is_log;
2765         int error, expected_error;
2766
2767         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2768         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2769
2770         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2771
2772         /*
2773          * Decide whether to do an attach or a replace.
2774          */
2775         replacing = ztest_random(2);
2776
2777         /*
2778          * Pick a random top-level vdev.
2779          */
2780         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2781
2782         /*
2783          * Pick a random leaf within it.
2784          */
2785         leaf = ztest_random(leaves);
2786
2787         /*
2788          * Locate this vdev.
2789          */
2790         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2791         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2792                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2793                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2794                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2795         }
2796         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2797                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2798                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2799                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2800         }
2801
2802         /*
2803          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2804          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2805          */
2806         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2807                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2808                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2809                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2810         }
2811
2812         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2813         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2814         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2815         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2816         pvd = oldvd->vdev_parent;
2817         pguid = pvd->vdev_guid;
2818
2819         /*
2820          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2821          */
2822         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2823                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2824                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2825                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2826                     error != ENOTSUP)
2827                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2828                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2829                 return;
2830         }
2831
2832         /*
2833          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2834          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2835          */
2836         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2837                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2838                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2839                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2840         } else {
2841                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2842                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2843                     top * leaves + leaf);
2844                 if (ztest_random(2) == 0)
2845                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2846                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2847         }
2848
2849         if (newvd) {
2850                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2851         } else {
2852                 /*
2853                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2854                  * If it's smaller, the attach should fail.
2855                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2856                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2857                  */
2858                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2859         }
2860
2861         /*
2862          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2863          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2864          *
2865          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2866          *
2867          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2868          */
2869         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2870             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2871             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2872             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2873                 expected_error = ENOTSUP;
2874         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2875                 expected_error = ENOTSUP;
2876         else if (newvd == oldvd)
2877                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2878         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2879                 expected_error = EBUSY;
2880         else if (newsize < oldsize)
2881                 expected_error = EOVERFLOW;
2882         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2883                 expected_error = EDOM;
2884         else
2885                 expected_error = 0;
2886
2887         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2888
2889         /*
2890          * Build the nvlist describing newpath.
2891          */
2892         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2893             ashift, 0, 0, 0, 1);
2894
2895         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2896
2897         nvlist_free(root);
2898
2899         /*
2900          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2901          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2902          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2903          */
2904         if (expected_error == ENOTSUP &&
2905             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2906                 expected_error = error;
2907
2908         /*
2909          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2910          */
2911         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2912                 expected_error = error;
2913
2914         /* XXX workaround 6690467 */
2915         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2916                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2917                     "returned %d, expected %d",
2918                     oldpath, oldsize, newpath,
2919                     newsize, replacing, error, expected_error);
2920         }
2921
2922         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2927  */
2928 vdev_t *
2929 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2930 {
2931         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2932         size_t *newsize = arg;
2933         size_t fsize;
2934         int fd;
2935
2936         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2937         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2938
2939         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2940                 return (vd);
2941
2942         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2943         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2944
2945         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2946                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2947                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2948         }
2949         (void) close(fd);
2950         return (NULL);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2955  */
2956 /* ARGSUSED */
2957 vdev_t *
2958 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2959 {
2960         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2961         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2962         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2963         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2964         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2965         int error;
2966
2967         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2968         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2969
2970         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2971         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2972         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2973         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2974
2975         /*
2976          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2977          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2978          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2979          */
2980         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2981                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2982                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2983                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2984                 }
2985                 return (vd);
2986         }
2987         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2988
2989         /*
2990          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2991          * still talking to the original vdev. It's possible this
2992          * vdev may have been detached/replaced while we were
2993          * trying to online it.
2994          */
2995         if (generation != spa->spa_config_generation) {
2996                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2997                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
2998                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
2999                             "got gen %llu\n",
3000                             (u_longlong_t)guid,
3001                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3002                             (u_longlong_t)generation,
3003                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3004                 }
3005                 return (vd);
3006         }
3007         return (NULL);
3008 }
3009
3010 /*
3011  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3012  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3013  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3014  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3015  * leaf vdev we encounter.
3016  */
3017 vdev_t *
3018 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3019 {
3020         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3021                 if (func == NULL)
3022                         return (vd);
3023                 else
3024                         return (func(vd, arg));
3025         }
3026
3027         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3028                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3029                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3030                         return (cvd);
3031         }
3032         return (NULL);
3033 }
3034
3035 /*
3036  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3037  */
3038 /* ARGSUSED */
3039 void
3040 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3041 {
3042         spa_t *spa = ztest_spa;
3043         vdev_t *vd, *tvd;
3044         metaslab_class_t *mc;
3045         metaslab_group_t *mg;
3046         size_t psize, newsize;
3047         uint64_t top;
3048         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3049
3050         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3051         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3052
3053         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3054
3055         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3056         mg = tvd->vdev_mg;
3057         mc = mg->mg_class;
3058         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3059         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3060
3061         /*
3062          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3063          * our top-level device.
3064          */
3065         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3066         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3067         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3068
3069         psize = vd->vdev_psize;
3070
3071         /*
3072          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3073          * original size, and it has a valid psize.
3074          */
3075         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3076             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3077                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3078                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3079                 return;
3080         }
3081         ASSERT(psize > 0);
3082         newsize = psize + psize / 8;
3083         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3084
3085         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3086                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3087                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3088         }
3089
3090         /*
3091          * Growing the vdev is a two step process:
3092          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3093          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3094          */
3095         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3096             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3097             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3098                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3099                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3100                             "the vdev configuration changed.\n");
3101                 }
3102                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3103                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3104                 return;
3105         }
3106
3107         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3108
3109         /*
3110          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3111          * thus we must wait for the async thread to complete any
3112          * pending tasks before proceeding.
3113          */
3114         for (;;) {
3115                 boolean_t done;
3116                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3117                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3118                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3119                 if (done)
3120                         break;
3121                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3122                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3123         }
3124
3125         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3126
3127         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3128         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3129         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3130
3131         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3132                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3133                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3134                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3135                 }
3136                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3137                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3138                 return;
3139         }
3140
3141         /*
3142          * Make sure we were able to grow the vdev.
3143          */
3144         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3145                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3146                     old_ms_count, new_ms_count);
3147
3148         /*
3149          * Make sure we were able to grow the pool.
3150          */
3151         if (new_class_space <= old_class_space)
3152                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3153                     old_class_space, new_class_space);
3154
3155         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3156                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3157
3158                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3159                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3160                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3161                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3162         }
3163
3164         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3165         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3170  */
3171 /* ARGSUSED */
3172 static void
3173 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3174 {
3175         /*
3176          * Create the objects common to all ztest datasets.
3177          */
3178         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3179             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3180 }
3181
3182 static int
3183 ztest_dataset_create(char *dsname)
3184 {
3185         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3186         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3187             ztest_objset_create_cb, NULL);
3188
3189         if (err || zilset < 80)
3190                 return (err);
3191
3192         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3193                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3194         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3195             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3196 }
3197
3198 /* ARGSUSED */
3199 static int
3200 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3201 {
3202         objset_t *os;
3203         dmu_object_info_t doi;
3204         int error;
3205
3206         /*
3207          * Verify that the dataset contains a directory object.
3208          */
3209         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3210         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3211         if (error != ENOENT) {
3212                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3213                 ASSERT0(error);
3214                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3215                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3216         }
3217         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3218
3219         /*
3220          * Destroy the dataset.
3221          */
3222         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3223                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3224         } else {
3225                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3226         }
3227         return (0);
3228 }
3229
3230 static boolean_t
3231 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3232 {
3233         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3234         int error;
3235
3236         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3237
3238         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3239         if (error == ENOSPC) {
3240                 ztest_record_enospc(FTAG);
3241                 return (B_FALSE);
3242         }
3243         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3244                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3245                     snapname, error);
3246         }
3247         return (B_TRUE);
3248 }
3249
3250 static boolean_t
3251 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3252 {
3253         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3254         int error;
3255
3256         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3257             (u_longlong_t)id);
3258
3259         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3260         if (error != 0 && error != ENOENT)
3261                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3262         return (B_TRUE);
3263 }
3264
3265 /* ARGSUSED */
3266 void
3267 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3268 {
3269         ztest_ds_t zdtmp;
3270         int iters;
3271         int error;
3272         objset_t *os, *os2;
3273         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3274         zilog_t *zilog;
3275
3276         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3277
3278         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3279             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3280
3281         /*
3282          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3283          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3284          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3285          */
3286         if (ztest_random(2) == 0 &&
3287             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3288                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3289                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3290                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3291                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3292         }
3293
3294         /*
3295          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3296          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3297          * and all of its snapshots.
3298          */
3299         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3300             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3301
3302         /*
3303          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3304          */
3305         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3306             FTAG, &os));
3307
3308         /*
3309          * Verify that we can create a new dataset.
3310          */
3311         error = ztest_dataset_create(name);
3312         if (error) {
3313                 if (error == ENOSPC) {
3314                         ztest_record_enospc(FTAG);
3315                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3316                         return;
3317                 }
3318                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3319         }
3320
3321         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3322
3323         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3324
3325         /*
3326          * Open the intent log for it.
3327          */
3328         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3329
3330         /*
3331          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3332          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3333          */
3334         iters = ztest_random(5);
3335         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3336                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3337                 if (ztest_random(iters) == 0)
3338                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3339         }
3340
3341         /*
3342          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3343          */
3344         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3345             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3346
3347         /*
3348          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3349          */
3350         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3351         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3352
3353         /*
3354          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3355          */
3356         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3357             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3358
3359         zil_close(zilog);
3360         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3361         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3362
3363         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3364 }
3365
3366 /*
3367  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3368  */
3369 void
3370 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3371 {
3372         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3373         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3374         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3375         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3376 }
3377
3378 /*
3379  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3380  */
3381 void
3382 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3383 {
3384         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3385         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3386         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3387         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3388         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3389         int error;
3390
3391         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3392             "%s@s1_%llu", osname, id);
3393         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3394             "%s/c1_%llu", osname, id);
3395         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3396             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3397         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3398             "%s/c2_%llu", osname, id);
3399         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3400             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3401
3402         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3403         if (error && error != ENOENT)
3404                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3405         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3406         if (error && error != ENOENT)
3407                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3408         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3409         if (error && error != ENOENT)
3410                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3411         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3412         if (error && error != ENOENT)
3413                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3414         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3415         if (error && error != ENOENT)
3416                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3421  */
3422 void
3423 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3424 {
3425         objset_t *os;
3426         char snap1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3427         char clone1name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3428         char snap2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3429         char clone2name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3430         char snap3name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3431         char *osname = zd->zd_name;
3432         int error;
3433
3434         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3435
3436         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3437
3438         (void) snprintf(snap1name, sizeof (snap1name),
3439             "%s@s1_%llu", osname, id);
3440         (void) snprintf(clone1name, sizeof (clone1name),
3441             "%s/c1_%llu", osname, id);
3442         (void) snprintf(snap2name, sizeof (snap2name),
3443             "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3444         (void) snprintf(clone2name, sizeof (clone2name),
3445             "%s/c2_%llu", osname, id);
3446         (void) snprintf(snap3name, sizeof (snap3name),
3447             "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3448
3449         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3450         if (error && error != EEXIST) {
3451                 if (error == ENOSPC) {
3452                         ztest_record_enospc(FTAG);
3453                         goto out;
3454                 }
3455                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3456         }
3457
3458         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3459         if (error) {
3460                 if (error == ENOSPC) {
3461                         ztest_record_enospc(FTAG);
3462                         goto out;
3463                 }
3464                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3465         }
3466
3467         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3468         if (error && error != EEXIST) {
3469                 if (error == ENOSPC) {
3470                         ztest_record_enospc(FTAG);
3471                         goto out;
3472                 }
3473                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3474         }
3475
3476         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3477         if (error && error != EEXIST) {
3478                 if (error == ENOSPC) {
3479                         ztest_record_enospc(FTAG);
3480                         goto out;
3481                 }
3482                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3483         }
3484
3485         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3486         if (error) {
3487                 if (error == ENOSPC) {
3488                         ztest_record_enospc(FTAG);
3489                         goto out;
3490                 }
3491                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3492         }
3493
3494         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3495         if (error)
3496                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3497         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3498         if (error == ENOSPC) {
3499                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3500                 ztest_record_enospc(FTAG);
3501                 goto out;
3502         }
3503         if (error != EBUSY)
3504                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3505                     error);
3506         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3507
3508 out:
3509         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3510
3511         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3512 }
3513
3514 /*
3515  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3516  */
3517 void
3518 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3519 {
3520         ztest_od_t od[4];
3521         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3522
3523         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3524                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3525
3526         /*
3527          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3528          * and do some I/O on the new objects.
3529          */
3530         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3531                 return;
3532
3533         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3534                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3535                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3536 }
3537
3538 /*
3539  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3540  */
3541 void
3542 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3543 {
3544         objset_t *os = zd->zd_os;
3545         ztest_od_t od[2];
3546         dmu_tx_t *tx;
3547         int i, freeit, error;
3548         uint64_t n, s, txg;
3549         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3550         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3551         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3552         uint64_t regions = 997;
3553         uint64_t stride = 123456789ULL;
3554         uint64_t width = 40;
3555         int free_percent = 5;
3556
3557         /*
3558          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3559          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3560          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3561          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3562          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3563          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3564          *
3565          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3566          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3567          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3568          *
3569          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3570          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3571          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3572          *
3573          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3574          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3575          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3576          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3577          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3578          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3579          */
3580
3581         /*
3582          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3583          */
3584         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3585         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3586
3587         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3588                 return;
3589
3590         bigobj = od[0].od_object;
3591         packobj = od[1].od_object;
3592         chunksize = od[0].od_gen;
3593         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3594
3595         /*
3596          * Prefetch a random chunk of the big object.
3597          * Our aim here is to get some async reads in flight
3598          * for blocks that we may free below; the DMU should
3599          * handle this race correctly.
3600          */
3601         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3602         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3603         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3604             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3605
3606         /*
3607          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3608          */
3609         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3610         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3611
3612         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3613         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3614
3615         bigoff = n * chunksize;
3616         bigsize = s * chunksize;
3617
3618         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3619         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3620
3621         /*
3622          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3623          * overwriting it.
3624          */
3625         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3626
3627         /*
3628          * Read the current contents of our objects.
3629          */
3630         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3631             DMU_READ_PREFETCH);
3632         ASSERT0(error);
3633         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3634             DMU_READ_PREFETCH);
3635         ASSERT0(error);
3636
3637         /*
3638          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3639          */
3640         tx = dmu_tx_create(os);
3641
3642         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3643
3644         if (freeit)
3645                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3646         else
3647                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3648
3649         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3650         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3651
3652         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3653         if (txg == 0) {
3654                 umem_free(packbuf, packsize);
3655                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3656                 return;
3657         }
3658
3659         enum zio_checksum cksum;
3660         do {
3661                 cksum = (enum zio_checksum)
3662                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3663         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3664         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3665
3666         enum zio_compress comp;
3667         do {
3668                 comp = (enum zio_compress)
3669                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3670         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3671         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3672
3673         /*
3674          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3675          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3676          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3677          * with the new values we want to write out.
3678          */
3679         for (i = 0; i < s; i++) {
3680                 /* LINTED */
3681                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3682                 /* LINTED */
3683                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3684                 /* LINTED */
3685                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3686
3687                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3688                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3689
3690                 if (pack->bw_txg > txg)
3691                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3692                             pack->bw_txg, txg);
3693
3694                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3695                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3696                             pack->bw_index, n, i);
3697
3698                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3699                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3700
3701                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3702                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3703
3704                 if (freeit) {
3705                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3706                 } else {
3707                         pack->bw_index = n + i;
3708                         pack->bw_txg = txg;
3709                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3710                 }
3711                 *bigH = *pack;
3712                 *bigT = *pack;
3713         }
3714
3715         /*
3716          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3717          * Now write them out.
3718          */
3719         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3720
3721         if (freeit) {
3722                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3723                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3724                             " txg %llx\n",
3725                             (u_longlong_t)bigoff,
3726                             (u_longlong_t)bigsize,
3727                             (u_longlong_t)txg);
3728                 }
3729                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3730         } else {
3731                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3732                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3733                             " txg %llx\n",
3734                             (u_longlong_t)bigoff,
3735                             (u_longlong_t)bigsize,
3736                             (u_longlong_t)txg);
3737                 }
3738                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3739         }
3740
3741         dmu_tx_commit(tx);
3742
3743         /*
3744          * Sanity check the stuff we just wrote.
3745          */
3746         {
3747                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3748                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3749
3750                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3751                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3752                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3753                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3754
3755                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3756                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3757
3758                 umem_free(packcheck, packsize);
3759                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3760         }
3761
3762         umem_free(packbuf, packsize);
3763         umem_free(bigbuf, bigsize);
3764 }
3765
3766 void
3767 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3768     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3769 {
3770         uint64_t i;
3771         bufwad_t *pack;
3772         bufwad_t *bigH;
3773         bufwad_t *bigT;
3774
3775         /*
3776          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3777          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3778          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3779          * with the new values we want to write out.
3780          */
3781         for (i = 0; i < s; i++) {
3782                 /* LINTED */
3783                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3784                 /* LINTED */
3785                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3786                 /* LINTED */
3787                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3788
3789                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3790                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3791
3792                 if (pack->bw_txg > txg)
3793                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3794                             pack->bw_txg, txg);
3795
3796                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3797                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3798                             pack->bw_index, n, i);
3799
3800                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3801                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3802
3803                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3804                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3805
3806                 pack->bw_index = n + i;
3807                 pack->bw_txg = txg;
3808                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3809
3810                 *bigH = *pack;
3811                 *bigT = *pack;
3812         }
3813 }
3814
3815 void
3816 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3817 {
3818         objset_t *os = zd->zd_os;
3819         ztest_od_t od[2];
3820         dmu_tx_t *tx;
3821         uint64_t i;
3822         int error;
3823         uint64_t n, s, txg;
3824         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3825         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3826         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3827         uint64_t chunksize = blocksize;
3828         uint64_t regions = 997;
3829         uint64_t stride = 123456789ULL;
3830         uint64_t width = 9;
3831         dmu_buf_t *bonus_db;
3832         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3833         dmu_object_info_t doi;
3834
3835         /*
3836          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3837          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3838          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3839          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3840          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3841          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3842          *
3843          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3844          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3845          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3846          *
3847          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3848          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3849          */
3850
3851         /*
3852          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3853          */
3854         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3855         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3856
3857         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3858                 return;
3859
3860         bigobj = od[0].od_object;
3861         packobj = od[1].od_object;
3862         blocksize = od[0].od_blocksize;
3863         chunksize = blocksize;
3864         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3865
3866         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3867         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3868         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3869         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3870
3871         /*
3872          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3873          */
3874         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3875         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3876
3877         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3878         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3879
3880         bigoff = n * chunksize;
3881         bigsize = s * chunksize;
3882
3883         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3884         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3885
3886         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3887
3888         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3889
3890         /*
3891          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3892          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3893          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3894          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3895          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3896          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3897          * Iteration 6 one more zcopy write.
3898          */
3899         for (i = 0; i < 7; i++) {
3900                 uint64_t j;
3901                 uint64_t off;
3902
3903                 /*
3904                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3905                  * that don't match bigobj blksz to test
3906                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3907                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3908                  */
3909                 for (j = 0; j < s; j++) {
3910                         if (i != 5) {
3911                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3912                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3913                         } else {
3914                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3915                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3916                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3917                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3918                         }
3919                 }
3920
3921                 /*
3922                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3923                  */
3924                 tx = dmu_tx_create(os);
3925
3926                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3927                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3928
3929                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3930                 if (txg == 0) {
3931                         umem_free(packbuf, packsize);
3932                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3933                         for (j = 0; j < s; j++) {
3934                                 if (i != 5) {
3935                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3936                                 } else {
3937                                         dmu_return_arcbuf(
3938                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3939                                         dmu_return_arcbuf(
3940                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3941                                 }
3942                         }
3943                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3944                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3945                         return;
3946                 }
3947
3948                 /*
3949                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3950                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3951                  * existing dbufs for the specified offsets.
3952                  */
3953                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3954                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3955                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3956                         ASSERT0(error);
3957                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3958                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3959                         ASSERT0(error);
3960                 }
3961                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3962                     n, chunksize, txg);
3963
3964                 /*
3965                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3966                  * Now write them out.
3967                  */
3968                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3969                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3970                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3971                             " txg %llx\n",
3972                             (u_longlong_t)bigoff,
3973                             (u_longlong_t)bigsize,
3974                             (u_longlong_t)txg);
3975                 }
3976                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3977                         dmu_buf_t *dbt;
3978                         if (i != 5) {
3979                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3980                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3981                         } else {
3982                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3983                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3984                                     chunksize / 2);
3985                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3986                                     chunksize / 2,
3987                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3988                                     chunksize / 2);
3989                         }
3990
3991                         if (i == 1) {
3992                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3993                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3994                         }
3995                         if (i != 5) {
3996                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3997                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3998                         } else {
3999                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4000                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4001                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4002                                     off + chunksize / 2,
4003                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4004                         }
4005                         if (i == 1) {
4006                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4007                         }
4008                 }
4009                 dmu_tx_commit(tx);
4010
4011                 /*
4012                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4013                  */
4014                 {
4015                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4016                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4017
4018                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4019                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4020                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4021                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4022
4023                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4024                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4025
4026                         umem_free(packcheck, packsize);
4027                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4028                 }
4029                 if (i == 2) {
4030                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4031                 } else if (i == 3) {
4032                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4033                 }
4034         }
4035
4036         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4037         umem_free(packbuf, packsize);
4038         umem_free(bigbuf, bigsize);
4039         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4040 }
4041
4042 /* ARGSUSED */
4043 void
4044 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4045 {
4046         ztest_od_t od[1];
4047         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4048             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4049
4050         /*
4051          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4052          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4053          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4054          */
4055         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4056
4057         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4058                 return;
4059
4060         while (ztest_random(10) != 0)
4061                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4062 }
4063
4064 void
4065 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4066 {
4067         ztest_od_t od[1];
4068         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4069             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4070         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4071         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4072         void *data;
4073
4074         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4075
4076         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4077                 return;
4078
4079         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4080                 return;
4081
4082         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4083
4084         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4085
4086         while (ztest_random(count) != 0) {
4087                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4088                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4089                     data) != 0)
4090                         break;
4091                 while (ztest_random(4) != 0)
4092                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4093         }
4094
4095         umem_free(data, blocksize);
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4100  */
4101 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4102 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4103 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4104
4105 void
4106 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4107 {
4108         objset_t *os = zd->zd_os;
4109         ztest_od_t od[1];
4110         uint64_t object;
4111         uint64_t txg, last_txg;
4112         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4113         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4114         int i, ints;
4115         dmu_tx_t *tx;
4116         char propname[100], txgname[100];
4117         int error;
4118         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4119
4120         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4121
4122         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4123                 return;
4124
4125         object = od[0].od_object;
4126
4127         /*
4128          * Generate a known hash collision, and verify that
4129          * we can lookup and remove both entries.
4130          */
4131         tx = dmu_tx_create(os);
4132         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4133         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4134         if (txg == 0)
4135                 return;
4136         for (i = 0; i < 2; i++) {
4137                 value[i] = i;
4138                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4139                     1, &value[i], tx));
4140         }
4141         for (i = 0; i < 2; i++) {
4142                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4143                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4144                 VERIFY3U(0, ==,
4145                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4146                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4147                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4148         }
4149         for (i = 0; i < 2; i++) {
4150                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4151         }
4152         dmu_tx_commit(tx);
4153
4154         /*
4155          * Generate a buch of random entries.
4156          */
4157         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4158
4159         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4160         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4161         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4162         bzero(value, sizeof (value));
4163         last_txg = 0;
4164
4165         /*
4166          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4167          */
4168         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4169         if (error == 0) {
4170                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4171                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4172
4173                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4174                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4175
4176                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4177                     &zl_ints) == 0);
4178
4179                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4180                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4181
4182                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4183                     zl_ints, value) == 0);
4184
4185                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4186                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4187                 }
4188         } else {
4189                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4190         }
4191
4192         /*
4193          * Atomically update two entries in our zap object.
4194          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4195          * in which the property was last updated.  The second
4196          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4197          * should be txg + object + n.
4198          */
4199         tx = dmu_tx_create(os);
4200         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4201         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4202         if (txg == 0)
4203                 return;
4204
4205         if (last_txg > txg)
4206                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4207
4208         for (i = 0; i < ints; i++)
4209                 value[i] = txg + object + i;
4210
4211         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4212             1, &txg, tx));
4213         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4214             ints, value, tx));
4215
4216         dmu_tx_commit(tx);
4217
4218         /*
4219          * Remove a random pair of entries.
4220          */
4221         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4222         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4223         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4224
4225         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4226
4227         if (error == ENOENT)
4228                 return;
4229
4230         ASSERT0(error);
4231
4232         tx = dmu_tx_create(os);
4233         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4234         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4235         if (txg == 0)
4236                 return;
4237         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4238         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4239         dmu_tx_commit(tx);
4240 }
4241
4242 /*
4243  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4244  */
4245 void
4246 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4247 {
4248         objset_t *os = zd->zd_os;
4249         ztest_od_t od[1];
4250         uint64_t object, txg;
4251
4252         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4253
4254         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4255                 return;
4256
4257         object = od[0].od_object;
4258
4259         /*
4260          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4261          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4262          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4263          */
4264         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4265                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4266                 uint64_t value = i;
4267                 dmu_tx_t *tx;
4268                 int error;
4269
4270                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4271                     id, value);
4272
4273                 tx = dmu_tx_create(os);
4274                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4275                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4276                 if (txg == 0)
4277                         return;
4278                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4279                     &value, tx);
4280                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4281                 dmu_tx_commit(tx);
4282         }
4283 }
4284
4285 /* ARGSUSED */
4286 void
4287 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4288 {
4289         objset_t *os = zd->zd_os;
4290         ztest_od_t od[1];
4291         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4292         dmu_tx_t *tx;
4293         int i, namelen, error;
4294         int micro = ztest_random(2);
4295         char name[20], string_value[20];
4296         void *data;
4297
4298         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4299
4300         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4301                 return;
4302
4303         object = od[0].od_object;
4304
4305         /*
4306          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4307          * x is a random printable character and the dots are dots.
4308          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4309          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4310          */
4311         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4312
4313         for (i = 0; i < 3; i++)
4314                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4315         for (; i < namelen - 1; i++)
4316                 name[i] = '.';
4317         name[i] = '\0';
4318
4319         if ((namelen & 1) || micro) {
4320                 wsize = sizeof (txg);
4321                 wc = 1;
4322                 data = &txg;
4323         } else {
4324                 wsize = 1;
4325                 wc = namelen;
4326                 data = string_value;
4327         }
4328
4329         count = -1ULL;
4330         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4331         ASSERT(count != -1ULL);
4332
4333         /*
4334          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4335          */
4336         i = ztest_random(5);
4337
4338         if (i >= 2) {
4339                 tx = dmu_tx_create(os);
4340                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4341                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4342                 if (txg == 0)
4343                         return;
4344                 bcopy(name, string_value, namelen);
4345         } else {
4346                 tx = NULL;
4347                 txg = 0;
4348                 bzero(string_value, namelen);
4349         }
4350
4351         switch (i) {
4352
4353         case 0:
4354                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4355                 if (error == 0) {
4356                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4357                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4358                 } else {
4359                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4360                 }
4361                 break;
4362
4363         case 1:
4364                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4365                 if (error == 0) {
4366                         if (data == string_value &&
4367                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4368                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4369                                     name, data, namelen);
4370                 } else {
4371                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4372                 }
4373                 break;
4374
4375         case 2:
4376                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4377                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4378                 break;
4379
4380         case 3:
4381                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4382                 break;
4383
4384         case 4:
4385                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4386                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4387                 break;
4388         }
4389
4390         if (tx != NULL)
4391                 dmu_tx_commit(tx);
4392 }
4393
4394 /*
4395  * Commit callback data.
4396  */
4397 typedef struct ztest_cb_data {
4398         list_node_t             zcd_node;
4399         uint64_t                zcd_txg;
4400         int                     zcd_expected_err;
4401         boolean_t               zcd_added;
4402         boolean_t               zcd_called;
4403         spa_t                   *zcd_spa;
4404 } ztest_cb_data_t;
4405
4406 /* This is the actual commit callback function */
4407 static void
4408 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4409 {
4410         ztest_cb_data_t *data = arg;
4411         uint64_t synced_txg;
4412
4413         VERIFY(data != NULL);
4414         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4415         VERIFY(!data->zcd_called);
4416
4417         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4418         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4419                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4420                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4421                     synced_txg);
4422
4423         data->zcd_called = B_TRUE;
4424
4425         if (error == ECANCELED) {
4426                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4427                 ASSERT(!data->zcd_added);
4428
4429                 /*
4430                  * The private callback data should be destroyed here, but
4431                  * since we are going to check the zcd_called field after
4432                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4433                  */
4434                 return;
4435         }
4436
4437         /* Was this callback added to the global callback list? */
4438         if (!data->zcd_added)
4439                 goto out;
4440
4441         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4442
4443         /* Remove our callback from the list */
4444         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4445         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4446         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4447
4448 out:
4449         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4450 }
4451
4452 /* Allocate and initialize callback data structure */
4453 static ztest_cb_data_t *
4454 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4455 {
4456         ztest_cb_data_t *cb_data;
4457
4458         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4459
4460         cb_data->zcd_txg = txg;
4461         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4462
4463         return (cb_data);
4464 }
4465
4466 /*
4467  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4468  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4469  * implementation bug.
4470  */
4471 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4472
4473 /*
4474  * Commit callback test.
4475  */
4476 void
4477 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4478 {
4479         objset_t *os = zd->zd_os;
4480         ztest_od_t od[1];
4481         dmu_tx_t *tx;
4482         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4483         uint64_t old_txg, txg;
4484         int i, error;
4485
4486         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4487
4488         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4489                 return;
4490
4491         tx = dmu_tx_create(os);
4492
4493         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4494         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4495
4496         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4497
4498         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4499         if (ztest_random(100) == 0)
4500                 error = -1;
4501
4502         if (!error)
4503                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4504
4505         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4506
4507         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4508         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4509         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4510
4511         if (error) {
4512                 /*
4513                  * It's not a strict requirement to call the registered
4514                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4515                  * it's supposed to happen in the current implementation
4516                  * so we will check for that.
4517                  */
4518                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4519                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4520                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4521                 }
4522
4523                 dmu_tx_abort(tx);
4524
4525                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4526                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4527                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4528                 }
4529
4530                 return;
4531         }
4532
4533         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4534         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4535
4536         /*
4537          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4538          */
4539         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4540             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4541
4542         if (old_txg > txg)
4543                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4544                     old_txg, txg);
4545
4546         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4547
4548         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4549
4550         /*
4551          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4552          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4553          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4554          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4555          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4556          * implementation.
4557          *
4558          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4559          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4560          * implementation bug..
4561          */
4562         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4563         if (tmp_cb != NULL &&
4564             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4565                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4566                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4567         }
4568
4569         /*
4570          * Let's find the place to insert our callbacks.
4571          *
4572          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4573          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4574          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4575          * (from other objsets) may have sneaked in.
4576          */
4577         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4578         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4579                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4580
4581         /* Add the 3 callbacks to the list */
4582         for (i = 0; i < 3; i++) {
4583                 if (tmp_cb == NULL)
4584                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4585                 else
4586                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4587                             cb_data[i]);
4588
4589                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4590                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4591
4592                 tmp_cb = cb_data[i];
4593         }
4594
4595         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4596
4597         dmu_tx_commit(tx);
4598 }
4599
4600 /* ARGSUSED */
4601 void
4602 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4603 {
4604         zfs_prop_t proplist[] = {
4605                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4606                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4607                 ZFS_PROP_COPIES,
4608                 ZFS_PROP_DEDUP
4609         };
4610
4611         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4612
4613         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4614                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4615                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4616
4617         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4618 }
4619
4620 /* ARGSUSED */
4621 void
4622 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4623 {
4624         nvlist_t *props = NULL;
4625
4626         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4627
4628         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4629             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4630
4631         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4632
4633         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4634                 dump_nvlist(props, 4);
4635
4636         nvlist_free(props);
4637
4638         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4639 }
4640
4641 static int
4642 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4643 {
4644         nvlist_t *snaps, *holds;
4645         int error;
4646
4647         snaps = fnvlist_alloc();
4648         holds = fnvlist_alloc();
4649         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4650         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4651         fnvlist_free(holds);
4652         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4653         fnvlist_free(snaps);
4654         return (error);
4655 }
4656
4657 /*
4658  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4659  */
4660 void
4661 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4662 {
4663         int error;
4664         objset_t *os = zd->zd_os;
4665         objset_t *origin;
4666         char snapname[100];
4667         char fullname[100];
4668         char clonename[100];
4669         char tag[100];
4670         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4671         nvlist_t *holds;
4672
4673         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4674
4675         dmu_objset_name(os, osname);
4676
4677         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4678         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4679         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4680             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4681         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4682
4683         /*
4684          * Clean up from any previous run.
4685          */
4686         error = dsl_destroy_head(clonename);
4687         if (error != ENOENT)
4688                 ASSERT0(error);
4689         error = user_release_one(fullname, tag);
4690         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4691                 ASSERT0(error);
4692         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4693         if (error != ENOENT)
4694                 ASSERT0(error);
4695
4696         /*
4697          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4698          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4699          */
4700         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4701         if (error) {
4702                 if (error == ENOSPC) {
4703                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4704                         goto out;
4705                 }
4706                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4707         }
4708
4709         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4710         if (error) {
4711                 if (error == ENOSPC) {
4712                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4713                         goto out;
4714                 }
4715                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4716         }
4717
4718         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4719         if (error) {
4720                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4721                     fullname, error);
4722         }
4723
4724         error = dsl_destroy_head(clonename);
4725         if (error)
4726                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4727
4728         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4729         if (error != ENOENT)
4730                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4731
4732         /*
4733          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4734          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4735          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4736          */
4737         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4738         if (error) {
4739                 if (error == ENOSPC) {
4740                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4741                         goto out;
4742                 }
4743                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4744         }
4745
4746         holds = fnvlist_alloc();
4747         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4748         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4749         fnvlist_free(holds);
4750
4751         if (error == ENOSPC) {
4752                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4753                 goto out;
4754         } else if (error) {
4755                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4756                     fullname, tag, error);
4757         }
4758
4759         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4760         if (error != EBUSY) {
4761                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4762                     fullname, error);
4763         }
4764
4765         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4766         if (error) {
4767                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4768                     fullname, error);
4769         }
4770
4771         error = user_release_one(fullname, tag);
4772         if (error)
4773                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4774
4775         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4776
4777 out:
4778         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Inject random faults into the on-disk data.
4783  */
4784 /* ARGSUSED */
4785 void
4786 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4787 {
4788         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4789         spa_t *spa = ztest_spa;
4790         int fd;
4791         uint64_t offset;
4792         uint64_t leaves;
4793         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4794         uint64_t top, leaf;
4795         char path0[MAXPATHLEN];
4796         char pathrand[MAXPATHLEN];
4797         size_t fsize;
4798         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
4799         int iters = 1000;
4800         int maxfaults;
4801         int mirror_save;
4802         vdev_t *vd0 = NULL;
4803         uint64_t guid0 = 0;
4804         boolean_t islog = B_FALSE;
4805
4806         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4807         maxfaults = MAXFAULTS();
4808         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4809         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4810         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4811
4812         ASSERT(leaves >= 1);
4813
4814         /*
4815          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4816          * which don't like to have their vdevs changed while
4817          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4818          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4819          */
4820         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4821
4822         /*
4823          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4824          */
4825         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4826
4827         if (ztest_random(2) == 0) {
4828                 /*
4829                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4830                  */
4831                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4832                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4833
4834                 /*
4835                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4836                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4837                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4838                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4839                  */
4840                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4841                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4842                     top * leaves + zs->zs_splits);
4843                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4844                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4845                     top * leaves + leaf);
4846
4847                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4848                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4849                         islog = B_TRUE;
4850
4851                 /*
4852                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
4853                  * then we only allow faults on the device that is
4854                  * resilvering.
4855                  */
4856                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
4857                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
4858                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
4859                         /*
4860                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4861                          * or unwriteable, or reach behind its back
4862                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4863                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4864                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4865                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4866                          * combination of this with injection of random data
4867                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4868                          */
4869                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4870
4871                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4872                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4873                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4874                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4875                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4876                         } else {
4877                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4878                         }
4879                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4880                 }
4881         } else {
4882                 /*
4883                  * Inject errors on an l2cache device.
4884                  */
4885                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4886
4887                 if (sav->sav_count == 0) {
4888                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4889                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4890                         return;
4891                 }
4892                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4893                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4894                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4895                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4896
4897                 leaf = 0;
4898                 leaves = 1;
4899                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4900         }
4901
4902         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4903         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4904
4905         /*
4906          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4907          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4908          */
4909         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4910                 if (ztest_random(10) < 6) {
4911                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4912                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4913
4914                         /*
4915                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4916                          * prevent a race between offlining a slog and
4917                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4918                          * grab a reference on the dataset which may cause
4919                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4920                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4921                          */
4922                         if (islog)
4923                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4924
4925                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4926
4927                         if (islog)
4928                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4929                 } else {
4930                         /*
4931                          * Ideally we would like to be able to randomly
4932                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4933                          * to force unpredictable failures but the side
4934                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4935                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4936                          * prevent a race between injection testing and
4937                          * aux_vdev removal.
4938                          */
4939                         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4940                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4941                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4942                 }
4943         }
4944
4945         if (maxfaults == 0)
4946                 return;
4947
4948         /*
4949          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4950          */
4951         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4952
4953         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4954                 return;
4955
4956         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4957
4958         while (--iters != 0) {
4959                 /*
4960                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
4961                  * we do not inject a given logical block with errors
4962                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
4963                  * tolerate that (if maxfaults==1).
4964                  *
4965                  * We divide each leaf into chunks of size
4966                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
4967                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
4968                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
4969                  * The error injection ranges are separated by ranges
4970                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
4971                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
4972                  * can not straddle it, so that a single block can not be
4973                  * a target in two different injection ranges (on different
4974                  * leaf vdevs).
4975                  *
4976                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
4977                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
4978                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
4979                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
4980                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
4981                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
4982                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
4983                  */
4984                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4985                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4986                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4987
4988                 /*
4989                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
4990                  *
4991                  * If all labels are damaged, the device will be totally
4992                  * inaccessible, which will result in loss of data,
4993                  * because we also damage (parts of) the other side of
4994                  * the mirror/raidz.
4995                  *
4996                  * Additionally, we will always have both an even and an
4997                  * odd label, so that we can handle crashes in the
4998                  * middle of vdev_config_sync().
4999                  */
5000                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5001                         continue;
5002
5003                 /*
5004                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5005                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5006                  * sizeof (vdev_label_t).
5007                  */
5008                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5009                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5010                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5011                         continue;
5012
5013                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
5014                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5015                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
5016                         (void) close(fd);
5017                         return;
5018                 }
5019
5020                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5021                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5022                             offset, pathrand);
5023
5024                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
5025
5026                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5027                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5028                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5029         }
5030
5031         (void) close(fd);
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Verify that DDT repair works as expected.
5036  */
5037 void
5038 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5039 {
5040         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5041         spa_t *spa = ztest_spa;
5042         objset_t *os = zd->zd_os;
5043         ztest_od_t od[1];
5044         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5045         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5046         dmu_buf_t *db;
5047         dmu_tx_t *tx;
5048         void *buf;
5049         blkptr_t blk;
5050         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5051
5052         blocksize = ztest_random_blocksize();
5053         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5054
5055         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5056
5057         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5058                 return;
5059
5060         /*
5061          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5062          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5063          */
5064         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5065
5066         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5067             B_FALSE) != 0 ||
5068             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5069             B_FALSE) != 0) {
5070                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5071                 return;
5072         }
5073
5074         dmu_objset_stats_t dds;
5075         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5076         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5077         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5078
5079         object = od[0].od_object;
5080         blocksize = od[0].od_blocksize;
5081         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5082
5083         ASSERT(object != 0);
5084
5085         tx = dmu_tx_create(os);
5086         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5087         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5088         if (txg == 0) {
5089                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5090                 return;
5091         }
5092
5093         /*
5094          * Write all the copies of our block.
5095          */
5096         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5097                 uint64_t offset = i * blocksize;
5098                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5099                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5100                 if (error != 0) {
5101                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5102                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5103                 }
5104                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5105                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5106                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5107                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5108                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5109                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5110                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5111         }
5112
5113         dmu_tx_commit(tx);
5114         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5115
5116         /*
5117          * Find out what block we got.
5118          */
5119         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5120             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5121         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5122         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5123
5124         /*
5125          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5126          */
5127         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5128         buf = zio_buf_alloc(psize);
5129         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5130
5131         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5132             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5133             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5134
5135         zio_buf_free(buf, psize);
5136
5137         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5138 }
5139
5140 /*
5141  * Scrub the pool.
5142  */
5143 /* ARGSUSED */
5144 void
5145 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5146 {
5147         spa_t *spa = ztest_spa;
5148
5149         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5150         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5151         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5152 }
5153
5154 /*
5155  * Change the guid for the pool.
5156  */
5157 /* ARGSUSED */
5158 void
5159 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5160 {
5161         spa_t *spa = ztest_spa;
5162         uint64_t orig, load;
5163         int error;
5164
5165         orig = spa_guid(spa);
5166         load = spa_load_guid(spa);
5167
5168         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5169         error = spa_change_guid(spa);
5170         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5171
5172         if (error != 0)
5173                 return;
5174
5175         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5176                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5177                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5178         }
5179
5180         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5181         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5182 }
5183
5184 /*
5185  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5186  */
5187 /* ARGSUSED */
5188 void
5189 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5190 {
5191         char *oldname, *newname;
5192         spa_t *spa;
5193
5194         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5195
5196         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5197         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5198         (void) strcpy(newname, oldname);
5199         (void) strcat(newname, "_tmp");
5200
5201         /*
5202          * Do the rename
5203          */
5204         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5205
5206         /*
5207          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5208          */
5209         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5210
5211         /*
5212          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5213          */
5214         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5215
5216         ASSERT(spa == ztest_spa);
5217         spa_close(spa, FTAG);
5218
5219         /*
5220          * Rename it back to the original
5221          */
5222         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5223
5224         /*
5225          * Make sure it can still be opened
5226          */
5227         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5228
5229         ASSERT(spa == ztest_spa);
5230         spa_close(spa, FTAG);
5231
5232         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5233
5234         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5235 }
5236
5237 /*
5238  * Verify pool integrity by running zdb.
5239  */
5240 static void
5241 ztest_run_zdb(char *pool)
5242 {
5243         int status;
5244         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5245         char zbuf[1024];
5246         char *bin;
5247         char *ztest;
5248         char *isa;
5249         int isalen;
5250         FILE *fp;
5251
5252         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5253
5254         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5255         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5256         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5257         isa = bin + 8;
5258         isalen = ztest - isa;
5259         isa = strdup(isa);
5260         /* LINTED */
5261         (void) sprintf(bin,
5262             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -d -U %s %s",
5263             isalen,
5264             isa,
5265             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5266             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5267             spa_config_path,
5268             pool);
5269         free(isa);
5270
5271         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5272                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5273
5274         fp = popen(zdb, "r");
5275         assert(fp != NULL);
5276
5277         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5278                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5279                         (void) printf("%s", zbuf);
5280
5281         status = pclose(fp);
5282
5283         if (status == 0)
5284                 return;
5285
5286         ztest_dump_core = 0;
5287         if (WIFEXITED(status))
5288                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5289         else
5290                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5291 }
5292
5293 static void
5294 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5295 {
5296         spa_t *spa = NULL;
5297
5298         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5299                 (void) printf("%s\n", header);
5300
5301         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5302         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5303                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5304                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5305         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5306 }
5307
5308 static void
5309 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5310 {
5311         nvlist_t *config, *newconfig;
5312         uint64_t pool_guid;
5313         spa_t *spa;
5314         int error;
5315
5316         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5317                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5318                     oldname, newname);
5319         }
5320
5321         /*
5322          * Clean up from previous runs.
5323          */
5324         (void) spa_destroy(newname);
5325
5326         /*
5327          * Get the pool's configuration and guid.
5328          */
5329         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5330
5331         /*
5332          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5333          */
5334         if (ztest_random(2) == 0)
5335                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5336
5337         pool_guid = spa_guid(spa);
5338         spa_close(spa, FTAG);
5339
5340         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5341
5342         /*
5343          * Export it.
5344          */
5345         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5346
5347         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5348
5349         /*
5350          * Try to import it.
5351          */
5352         newconfig = spa_tryimport(config);
5353         ASSERT(newconfig != NULL);
5354         nvlist_free(newconfig);
5355
5356         /*
5357          * Import it under the new name.
5358          */
5359         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5360         if (error != 0) {
5361                 dump_nvlist(config, 0);
5362                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5363                     oldname, newname, error);
5364         }
5365
5366         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5367
5368         /*
5369          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5370          */
5371         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5372
5373         /*
5374          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5375          */
5376         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5377
5378         /*
5379          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5380          */
5381         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5382
5383         /*
5384          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5385          */
5386         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5387         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5388         spa_close(spa, FTAG);
5389
5390         nvlist_free(config);
5391 }
5392
5393 static void
5394 ztest_resume(spa_t *spa)
5395 {
5396         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5397                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5398         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5399         vdev_clear(spa, NULL);
5400         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5401         (void) zio_resume(spa);
5402 }
5403
5404 static void *
5405 ztest_resume_thread(void *arg)
5406 {
5407         spa_t *spa = arg;
5408
5409         while (!ztest_exiting) {
5410                 if (spa_suspended(spa))
5411                         ztest_resume(spa);
5412                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5413
5414                 /*
5415                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
5416                  */
5417                 if (ztest_random(10) == 0)
5418                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
5419         }
5420         return (NULL);
5421 }
5422
5423 static void *
5424 ztest_deadman_thread(void *arg)
5425 {
5426         ztest_shared_t *zs = arg;
5427         spa_t *spa = ztest_spa;
5428         hrtime_t delta, total = 0;
5429
5430         for (;;) {
5431                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5432                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5433
5434                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5435
5436                 /*
5437                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5438                  * check to see if the pool is making any progress. If
5439                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5440                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5441                  */
5442                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5443                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5444                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5445                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5446                         return (NULL);
5447                 }
5448                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5449
5450                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5451                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5452                     total);
5453         }
5454 }
5455
5456 static void
5457 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5458 {
5459         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5460         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5461         hrtime_t functime = gethrtime();
5462
5463         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5464                 zi->zi_func(zd, id);
5465
5466         functime = gethrtime() - functime;
5467
5468         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5469         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5470
5471         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5472                 Dl_info dli;
5473                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5474                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5475                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5476         }
5477 }
5478
5479 static void *
5480 ztest_thread(void *arg)
5481 {
5482         int rand;
5483         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5484         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5485         uint64_t call_next;
5486         hrtime_t now;
5487         ztest_info_t *zi;
5488         ztest_shared_callstate_t *zc;
5489
5490         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5491                 /*
5492                  * See if it's time to force a crash.
5493                  */
5494                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5495                         ztest_kill(zs);
5496
5497                 /*
5498                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5499                  */
5500                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5501                         break;
5502
5503                 /*
5504                  * Pick a random function to execute.
5505                  */
5506                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5507                 zi = &ztest_info[rand];
5508                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5509                 call_next = zc->zc_next;
5510
5511                 if (now >= call_next &&
5512                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5513                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5514                         ztest_execute(rand, zi, id);
5515                 }
5516         }
5517
5518         return (NULL);
5519 }
5520
5521 static void
5522 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5523 {
5524         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5525 }
5526
5527 static void
5528 ztest_dataset_destroy(int d)
5529 {
5530         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5531
5532         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5533
5534         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5535                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5536
5537         /*
5538          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5539          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5540          * so there may be more than one thing to clean up.
5541          */
5542         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5543             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5544                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5545         }
5546
5547         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5548             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5549 }
5550
5551 static void
5552 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5553 {
5554         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5555
5556         /*
5557          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5558          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5559          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5560          * If not, we have an object leak.
5561          *
5562          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5563          * when the open-context and syncing-context values agree.
5564          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5565          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5566          */
5567         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5568         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5569         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5570 }
5571
5572 static int
5573 ztest_dataset_open(int d)
5574 {
5575         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5576         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5577         objset_t *os;
5578         zilog_t *zilog;
5579         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5580         int error;
5581
5582         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5583
5584         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5585
5586         error = ztest_dataset_create(name);
5587         if (error == ENOSPC) {
5588                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5589                 ztest_record_enospc(FTAG);
5590                 return (error);
5591         }
5592         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5593
5594         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5595         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5596
5597         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5598
5599         zilog = zd->zd_zilog;
5600
5601         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5602             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5603                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5604                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5605
5606         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5607
5608         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5609
5610         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5611
5612         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5613                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5614                     zd->zd_name,
5615                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5616                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5617                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5618
5619         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5620
5621         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5622             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5623                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5624                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5625
5626         return (0);
5627 }
5628
5629 static void
5630 ztest_dataset_close(int d)
5631 {
5632         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5633
5634         zil_close(zd->zd_zilog);
5635         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5636
5637         ztest_zd_fini(zd);
5638 }
5639
5640 /*
5641  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5642  */
5643 static void
5644 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5645 {
5646         thread_t *tid;
5647         spa_t *spa;
5648         objset_t *os;
5649         thread_t resume_tid;
5650         int error;
5651
5652         ztest_exiting = B_FALSE;
5653
5654         /*
5655          * Initialize parent/child shared state.
5656          */
5657         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5658         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5659
5660         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5661         zs->zs_thread_stop =
5662             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5663         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5664         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5665         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5666                 zs->zs_thread_kill -=
5667                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5668         }
5669
5670         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5671
5672         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5673             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5674
5675         /*
5676          * Open our pool.
5677          */
5678         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5679         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5680         spa->spa_debug = B_TRUE;
5681         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5682         ztest_spa = spa;
5683
5684         dmu_objset_stats_t dds;
5685         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5686             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5687         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5688         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5689         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5690         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
5691         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5692
5693         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5694
5695         /*
5696          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5697          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5698          * the only valid replica.
5699          */
5700         if (MAXFAULTS() == 0)
5701                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5702         else
5703                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5704
5705         /*
5706          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5707          */
5708         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5709             &resume_tid) == 0);
5710
5711         /*
5712          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5713          */
5714         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5715             NULL) == 0);
5716
5717         /*
5718          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5719          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5720          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5721          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5722          */
5723         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5724                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5725                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5726                             (1ULL << t) + d, NULL);
5727                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5728                             error == EINVAL);
5729                 }
5730         }
5731
5732         /*
5733          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5734          */
5735         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5736                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5737                 ztest_dataset_destroy(d);
5738         }
5739         zs->zs_enospc_count = 0;
5740
5741         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5742             UMEM_NOFAIL);
5743
5744         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5745                 (void) printf("starting main threads...\n");
5746
5747         /*
5748          * Kick off all the tests that run in parallel.
5749          */
5750         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5751                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5752                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5753                         return;
5754                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5755                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5756         }
5757
5758         /*
5759          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5760          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5761          */
5762         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5763                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5764                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5765                         ztest_dataset_close(t);
5766         }
5767
5768         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5769
5770         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5771         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5772         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5773
5774         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5775
5776         /* Kill the resume thread */
5777         ztest_exiting = B_TRUE;
5778         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5779         ztest_resume(spa);
5780
5781         /*
5782          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5783          * spa_close() should wait for it to complete.
5784          */
5785         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++) {
5786                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
5787                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
5788         }
5789
5790         spa_close(spa, FTAG);
5791
5792         /*
5793          * Verify that we can loop over all pools.
5794          */
5795         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5796         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5797                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5798                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5799         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5800
5801         /*
5802          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5803          * different name.
5804          */
5805         if (ztest_random(2) == 0) {
5806                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5807                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
5808                     ztest_opts.zo_pool);
5809                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5810                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5811         }
5812
5813         kernel_fini();
5814
5815         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5816
5817         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5818
5819         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5820         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5821 }
5822
5823 static void
5824 ztest_freeze(void)
5825 {
5826         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5827         spa_t *spa;
5828         int numloops = 0;
5829
5830         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5831                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5832
5833         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5834         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5835         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5836         spa->spa_debug = B_TRUE;
5837         ztest_spa = spa;
5838
5839         /*
5840          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5841          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5842          * the log chain won't be anchored.
5843          */
5844         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5845                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5846                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5847         }
5848
5849         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5850
5851         /*
5852          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5853          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5854          */
5855         spa_freeze(spa);
5856
5857         /*
5858          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5859          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5860          * capacity.
5861          */
5862         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5863
5864         /*
5865          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5866          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5867          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5868          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5869          * The ZIL should be OK with that.
5870          *
5871          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5872          * not run out of space on the pool.
5873          */
5874         while (ztest_random(10) != 0 &&
5875             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5876             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5877                 ztest_od_t od;
5878                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5879                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5880                 ztest_io(zd, od.od_object,
5881                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5882                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5883         }
5884
5885         /*
5886          * Commit all of the changes we just generated.
5887          */
5888         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5889         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5890
5891         /*
5892          * Close our dataset and close the pool.
5893          */
5894         ztest_dataset_close(0);
5895         spa_close(spa, FTAG);
5896         kernel_fini();
5897
5898         /*
5899          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5900          */
5901         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5902         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5903         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5904         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5905         ztest_dataset_close(0);
5906
5907         spa->spa_debug = B_TRUE;
5908         ztest_spa = spa;
5909         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5910         ztest_reguid(NULL, 0);
5911
5912         spa_close(spa, FTAG);
5913         kernel_fini();
5914 }
5915
5916 void
5917 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5918 {
5919         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5920         hrtime_t m = s / 60;
5921         hrtime_t h = m / 60;
5922         hrtime_t d = h / 24;
5923
5924         s -= m * 60;
5925         m -= h * 60;
5926         h -= d * 24;
5927
5928         timebuf[0] = '\0';
5929
5930         if (d)
5931                 (void) sprintf(timebuf,
5932                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5933         else if (h)
5934                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5935         else if (m)
5936                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5937         else
5938                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5939 }
5940
5941 static nvlist_t *
5942 make_random_props()
5943 {
5944         nvlist_t *props;
5945
5946         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5947         if (ztest_random(2) == 0)
5948                 return (props);
5949         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5950
5951         return (props);
5952 }
5953
5954 /*
5955  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5956  * Then test spa_freeze() functionality.
5957  */
5958 static void
5959 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5960 {
5961         spa_t *spa;
5962         nvlist_t *nvroot, *props;
5963
5964         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5965         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5966
5967         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5968
5969         /*
5970          * Create the storage pool.
5971          */
5972         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5973         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5974         zs->zs_splits = 0;
5975         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5976         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5977             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5978         props = make_random_props();
5979         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5980                 char buf[1024];
5981                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
5982                     spa_feature_table[i].fi_uname);
5983                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5984         }
5985         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
5986         nvlist_free(nvroot);
5987         nvlist_free(props);
5988
5989         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5990         zs->zs_metaslab_sz =
5991             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5992
5993         spa_close(spa, FTAG);
5994
5995         kernel_fini();
5996
5997         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5998
5999         ztest_freeze();
6000
6001         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6002
6003         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6004         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6005 }
6006
6007 static void
6008 setup_data_fd(void)
6009 {
6010         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6011
6012         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6013         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6014         (void) unlink(ztest_name_data);
6015 }
6016
6017
6018 static int
6019 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6020 {
6021         int size;
6022
6023         size = hdr->zh_hdr_size;
6024         size += hdr->zh_opts_size;
6025         size += hdr->zh_size;
6026         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6027         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6028
6029         return (size);
6030 }
6031
6032 static void
6033 setup_hdr(void)
6034 {
6035         int size;
6036         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6037
6038         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6039             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6040         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6041
6042         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6043
6044         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6045         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6046         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6047         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6048         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6049         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6050         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6051
6052         size = shared_data_size(hdr);
6053         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6054
6055         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6056 }
6057
6058 static void
6059 setup_data(void)
6060 {
6061         int size, offset;
6062         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6063         uint8_t *buf;
6064
6065         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6066             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6067         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6068
6069         size = shared_data_size(hdr);
6070
6071         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6072         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6073             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6074         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6075         buf = (uint8_t *)hdr;
6076
6077         offset = hdr->zh_hdr_size;
6078         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6079         offset += hdr->zh_opts_size;
6080         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6081         offset += hdr->zh_size;
6082         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6083         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6084         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6085 }
6086
6087 static boolean_t
6088 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6089 {
6090         pid_t pid;
6091         int status;
6092         char *cmdbuf = NULL;
6093
6094         pid = fork();
6095
6096         if (cmd == NULL) {
6097                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6098                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6099                 cmd = cmdbuf;
6100         }
6101
6102         if (pid == -1)
6103                 fatal(1, "fork failed");
6104
6105         if (pid == 0) { /* child */
6106                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6107                 char fd_data_str[12];
6108
6109                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6110                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6111
6112                 (void) close(ztest_fd_rand);
6113                 VERIFY3U(11, >=,
6114                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6115                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6116
6117                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6118                 if (libpath != NULL)
6119                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6120 #ifdef illumos
6121                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6122 #else
6123                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6124 #endif
6125                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6126                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6127         }
6128
6129         if (cmdbuf != NULL) {
6130                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6131                 cmd = NULL;
6132         }
6133
6134         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6135                 continue;
6136         if (statusp != NULL)
6137                 *statusp = status;
6138
6139         if (WIFEXITED(status)) {
6140                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6141                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6142                             WEXITSTATUS(status));
6143                         exit(2);
6144                 }
6145                 return (B_FALSE);
6146         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6147                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6148                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6149                             WTERMSIG(status));
6150                         exit(3);
6151                 }
6152                 return (B_TRUE);
6153         } else {
6154                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6155                 exit(4);
6156                 /* NOTREACHED */
6157         }
6158 }
6159
6160 static void
6161 ztest_run_init(void)
6162 {
6163         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6164
6165         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6166
6167         /*
6168          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6169          */
6170         (void) remove(spa_config_path);
6171
6172         /*
6173          * Create and initialize our storage pool.
6174          */
6175         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6176                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6177                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6178                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6179                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6180                 }
6181                 ztest_init(zs);
6182         }
6183 }
6184
6185 int
6186 main(int argc, char **argv)
6187 {
6188         int kills = 0;
6189         int iters = 0;
6190         int older = 0;
6191         int newer = 0;
6192         ztest_shared_t *zs;
6193         ztest_info_t *zi;
6194         ztest_shared_callstate_t *zc;
6195         char timebuf[100];
6196         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
6197         spa_t *spa;
6198         char *cmd;
6199         boolean_t hasalt;
6200         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6201
6202         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6203
6204         dprintf_setup(&argc, argv);
6205         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6206
6207         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6208         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6209
6210         if (!fd_data_str) {
6211                 process_options(argc, argv);
6212
6213                 setup_data_fd();
6214                 setup_hdr();
6215                 setup_data();
6216                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6217                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6218         } else {
6219                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6220                 setup_data();
6221                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6222         }
6223         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6224
6225         /* Override location of zpool.cache */
6226         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6227             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6228
6229         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6230             UMEM_NOFAIL);
6231         zs = ztest_shared;
6232
6233         if (fd_data_str) {
6234                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6235                 metaslab_df_alloc_threshold =
6236                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6237
6238                 if (zs->zs_do_init)
6239                         ztest_run_init();
6240                 else
6241                         ztest_run(zs);
6242                 exit(0);
6243         }
6244
6245         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6246
6247         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6248                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6249                     " %llu seconds...\n",
6250                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6251                     ztest_opts.zo_datasets,
6252                     ztest_opts.zo_threads,
6253                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6254         }
6255
6256         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6257         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6258
6259         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6260         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6261                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6262                         (void) printf("Executing older ztest for "
6263                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6264                 }
6265                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6266                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6267         } else {
6268                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6269         }
6270         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6271
6272         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6273         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6274
6275         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6276                 zi = &ztest_info[f];
6277                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6278                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6279                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6280                 else
6281                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6282                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6283         }
6284
6285         /*
6286          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6287          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6288          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6289          */
6290         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6291                 int status;
6292                 boolean_t killed;
6293
6294                 /*
6295                  * Initialize the workload counters for each function.
6296                  */
6297                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6298                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6299                         zc->zc_count = 0;
6300                         zc->zc_time = 0;
6301                 }
6302
6303                 /* Set the allocation switch size */
6304                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6305                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6306
6307                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6308                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6309                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6310                                     cmd);
6311                         }
6312                         newer++;
6313                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6314                 } else {
6315                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6316                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6317                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6318                         }
6319                         older++;
6320                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6321                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6322                 }
6323
6324                 if (killed)
6325                         kills++;
6326                 iters++;
6327
6328                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6329                         hrtime_t now = gethrtime();
6330
6331                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6332                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6333                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
6334
6335                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6336                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6337                             iters,
6338                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6339                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6340                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6341                             numbuf,
6342                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6343                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6344                 }
6345
6346                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6347                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6348                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6349                             "Calls", "Time", "Function");
6350                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6351                             "-----", "----", "--------");
6352                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6353                                 Dl_info dli;
6354
6355                                 zi = &ztest_info[f];
6356                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6357                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6358                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6359                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6360                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6361                                     dli.dli_sname);
6362                         }
6363                         (void) printf("\n");
6364                 }
6365
6366                 /*
6367                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6368                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6369                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6370                  */
6371                 kernel_init(FREAD);
6372                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6373                         spa_close(spa, FTAG);
6374                 } else {
6375                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6376                         kernel_fini();
6377                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6378                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6379                             ztest_opts.zo_pool);
6380                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6381                 }
6382                 kernel_fini();
6383
6384                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6385         }
6386
6387         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6388                 if (hasalt) {
6389                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6390                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6391                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6392                             cmd);
6393                 }
6394                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6395                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6396         }
6397
6398         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6399
6400         return (0);
6401 }