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

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