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

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