]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Fix ztest_verify_dnode_bt() test case
[zfs] / cmd / ztest / ztest.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2016 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
27  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
28  */
29
30 /*
31  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
32  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
33  *
34  * The overall design of the ztest program is as follows:
35  *
36  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
37  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
38  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
39  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
40  *
41  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
42  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
43  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
44  *
45  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
46  *     verify that self-healing data really works.
47  *
48  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
49  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
50  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
51  *
52  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
53  *     we run the entire test in a child of the main process.
54  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
55  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
56  *     The parent then runs the test again, using the existing
57  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
58  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
59  *     of ztest after a SIGKILL.
60  *
61  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
62  *     many of the functional tests record the transaction group number
63  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
64  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
65  *     If you add a new test, please do this if applicable.
66  *
67  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
68  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
69  *
70  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
71  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
72  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
73  *
74  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
75  *
76  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
77  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
78  *
79  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
80  *
81  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
82  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
83  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
84  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
85  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
86  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
87  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
88  */
89
90 #include <sys/zfs_context.h>
91 #include <sys/spa.h>
92 #include <sys/dmu.h>
93 #include <sys/txg.h>
94 #include <sys/dbuf.h>
95 #include <sys/zap.h>
96 #include <sys/dmu_objset.h>
97 #include <sys/poll.h>
98 #include <sys/stat.h>
99 #include <sys/time.h>
100 #include <sys/wait.h>
101 #include <sys/mman.h>
102 #include <sys/resource.h>
103 #include <sys/zio.h>
104 #include <sys/zil.h>
105 #include <sys/zil_impl.h>
106 #include <sys/zfs_rlock.h>
107 #include <sys/vdev_impl.h>
108 #include <sys/vdev_file.h>
109 #include <sys/spa_impl.h>
110 #include <sys/metaslab_impl.h>
111 #include <sys/dsl_prop.h>
112 #include <sys/dsl_dataset.h>
113 #include <sys/dsl_destroy.h>
114 #include <sys/dsl_scan.h>
115 #include <sys/zio_checksum.h>
116 #include <sys/refcount.h>
117 #include <sys/zfeature.h>
118 #include <sys/dsl_userhold.h>
119 #include <sys/abd.h>
120 #include <stdio.h>
121 #include <stdio_ext.h>
122 #include <stdlib.h>
123 #include <unistd.h>
124 #include <signal.h>
125 #include <umem.h>
126 #include <ctype.h>
127 #include <math.h>
128 #include <sys/fs/zfs.h>
129 #include <zfs_fletcher.h>
130 #include <libnvpair.h>
131 #include <libzfs.h>
132 #ifdef __GLIBC__
133 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
134 #endif
135
136 static int ztest_fd_data = -1;
137 static int ztest_fd_rand = -1;
138
139 typedef struct ztest_shared_hdr {
140         uint64_t        zh_hdr_size;
141         uint64_t        zh_opts_size;
142         uint64_t        zh_size;
143         uint64_t        zh_stats_size;
144         uint64_t        zh_stats_count;
145         uint64_t        zh_ds_size;
146         uint64_t        zh_ds_count;
147 } ztest_shared_hdr_t;
148
149 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
150
151 typedef struct ztest_shared_opts {
152         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
153         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
154         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
155         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
156         uint64_t zo_vdevs;
157         uint64_t zo_vdevtime;
158         size_t zo_vdev_size;
159         int zo_ashift;
160         int zo_mirrors;
161         int zo_raidz;
162         int zo_raidz_parity;
163         int zo_datasets;
164         int zo_threads;
165         uint64_t zo_passtime;
166         uint64_t zo_killrate;
167         int zo_verbose;
168         int zo_init;
169         uint64_t zo_time;
170         uint64_t zo_maxloops;
171         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
172         int zo_mmp_test;
173 } ztest_shared_opts_t;
174
175 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
176         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
177         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
178         .zo_alt_ztest = { '\0' },
179         .zo_alt_libpath = { '\0' },
180         .zo_vdevs = 5,
181         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
182         .zo_mirrors = 2,
183         .zo_raidz = 4,
184         .zo_raidz_parity = 1,
185         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
186         .zo_datasets = 7,
187         .zo_threads = 23,
188         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
189         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
190         .zo_verbose = 0,
191         .zo_mmp_test = 0,
192         .zo_init = 1,
193         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
194         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
195         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
196 };
197
198 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
199 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
200 extern int metaslab_preload_limit;
201 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
202 extern int  zfs_abd_scatter_enabled;
203
204 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
205 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
206 static char *ztest_wkeydata = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345";
207
208 typedef struct ztest_shared_ds {
209         uint64_t        zd_seq;
210 } ztest_shared_ds_t;
211
212 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
213 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
214
215 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
216 #define MAXFAULTS() \
217         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
218
219 enum ztest_io_type {
220         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
221         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
222         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
223         ZTEST_IO_TRUNCATE,
224         ZTEST_IO_SETATTR,
225         ZTEST_IO_REWRITE,
226         ZTEST_IO_TYPES
227 };
228
229 typedef struct ztest_block_tag {
230         uint64_t        bt_magic;
231         uint64_t        bt_objset;
232         uint64_t        bt_object;
233         uint64_t        bt_dnodesize;
234         uint64_t        bt_offset;
235         uint64_t        bt_gen;
236         uint64_t        bt_txg;
237         uint64_t        bt_crtxg;
238 } ztest_block_tag_t;
239
240 typedef struct bufwad {
241         uint64_t        bw_index;
242         uint64_t        bw_txg;
243         uint64_t        bw_data;
244 } bufwad_t;
245
246 typedef struct rll {
247         void            *rll_writer;
248         int             rll_readers;
249         kmutex_t        rll_lock;
250         kcondvar_t      rll_cv;
251 } rll_t;
252
253 typedef struct zll {
254         list_t z_list;
255         kmutex_t z_lock;
256 } zll_t;
257
258 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
259 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
260
261 /*
262  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
263  */
264 typedef struct ztest_od {
265         uint64_t        od_dir;
266         uint64_t        od_object;
267         dmu_object_type_t od_type;
268         dmu_object_type_t od_crtype;
269         uint64_t        od_blocksize;
270         uint64_t        od_crblocksize;
271         uint64_t        od_crdnodesize;
272         uint64_t        od_gen;
273         uint64_t        od_crgen;
274         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
275 } ztest_od_t;
276
277 /*
278  * Per-dataset state.
279  */
280 typedef struct ztest_ds {
281         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
282         objset_t        *zd_os;
283         rwlock_t        zd_zilog_lock;
284         zilog_t         *zd_zilog;
285         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
286         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
287         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
288         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
289         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
290 } ztest_ds_t;
291
292 /*
293  * Per-iteration state.
294  */
295 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
296
297 typedef struct ztest_info {
298         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
299         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
300         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
301         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
302 } ztest_info_t;
303
304 typedef struct ztest_shared_callstate {
305         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
306         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
307         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
308 } ztest_shared_callstate_t;
309
310 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
311 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
312
313 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
314 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
315 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
316 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
317 ztest_func_t ztest_zap;
318 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
319 ztest_func_t ztest_zil_commit;
320 ztest_func_t ztest_zil_remount;
321 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
322 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
323 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
324 ztest_func_t ztest_fzap;
325 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
326 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
327 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
328 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
329 ztest_func_t ztest_fault_inject;
330 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
331 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
332 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
333 ztest_func_t ztest_spa_rename;
334 ztest_func_t ztest_scrub;
335 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
336 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
337 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
338 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
339 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
340 ztest_func_t ztest_split_pool;
341 ztest_func_t ztest_reguid;
342 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
343 ztest_func_t ztest_fletcher;
344 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
345 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
346
347 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
348 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
349 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
350 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
351 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
352
353 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
354         {   .zi_func = (func), \
355             .zi_iters = (iters), \
356             .zi_interval = (interval), \
357             .zi_funcname = # func }
358
359 ztest_info_t ztest_info[] = {
360         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
361         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
362         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
363         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
364         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
365         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
366         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
367         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
368         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
369         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
370         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
371         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
372         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
373 #if 0
374         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
375 #endif
376         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
377         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
378         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
379         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
380         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
381         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
382         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
383         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
384         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
385         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
386         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
387         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
388         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
389         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
390         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
391         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
392         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
393         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
394         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
395 };
396
397 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
398
399 /*
400  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
401  * The callbacks are ordered by txg number.
402  */
403 typedef struct ztest_cb_list {
404         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
405         list_t          zcl_callbacks;
406 } ztest_cb_list_t;
407
408 /*
409  * Stuff we need to share writably between parent and child.
410  */
411 typedef struct ztest_shared {
412         boolean_t       zs_do_init;
413         hrtime_t        zs_proc_start;
414         hrtime_t        zs_proc_stop;
415         hrtime_t        zs_thread_start;
416         hrtime_t        zs_thread_stop;
417         hrtime_t        zs_thread_kill;
418         uint64_t        zs_enospc_count;
419         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
420         uint64_t        zs_vdev_aux;
421         uint64_t        zs_alloc;
422         uint64_t        zs_space;
423         uint64_t        zs_splits;
424         uint64_t        zs_mirrors;
425         uint64_t        zs_metaslab_sz;
426         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
427         uint64_t        zs_guid;
428 } ztest_shared_t;
429
430 #define ID_PARALLEL     -1ULL
431
432 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
433 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
434 ztest_shared_t *ztest_shared;
435
436 static spa_t *ztest_spa = NULL;
437 static ztest_ds_t *ztest_ds;
438
439 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
440
441 /*
442  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
443  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
444  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
445  * namespace does not change while the lock is held.
446  */
447 static rwlock_t ztest_name_lock;
448
449 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
450 static boolean_t ztest_exiting;
451
452 /* Global commit callback list */
453 static ztest_cb_list_t zcl;
454 /* Commit cb delay */
455 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
456 static int zc_cb_counter = 0;
457
458 /*
459  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
460  * whether the minimum txg delay is acceptable.
461  */
462 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
463
464 /*
465  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
466  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
467  * implementation bug.
468  */
469 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
470
471 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
472 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
473
474 enum ztest_object {
475         ZTEST_META_DNODE = 0,
476         ZTEST_DIROBJ,
477         ZTEST_OBJECTS
478 };
479
480 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
481
482 /*
483  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
484  * debugging facilities.
485  */
486 const char *
487 _umem_debug_init(void)
488 {
489         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
490 }
491
492 const char *
493 _umem_logging_init(void)
494 {
495         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
496 }
497
498 #define BACKTRACE_SZ    100
499
500 static void sig_handler(int signo)
501 {
502         struct sigaction action;
503 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
504         int nptrs;
505         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
506
507         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
508         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
509 #endif
510
511         /*
512          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
513          * SIGABRT can trigger a core dump.
514          */
515         action.sa_handler = SIG_DFL;
516         sigemptyset(&action.sa_mask);
517         action.sa_flags = 0;
518         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
519         raise(signo);
520 }
521
522 #define FATAL_MSG_SZ    1024
523
524 char *fatal_msg;
525
526 static void
527 fatal(int do_perror, char *message, ...)
528 {
529         va_list args;
530         int save_errno = errno;
531         char *buf;
532
533         (void) fflush(stdout);
534         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
535
536         va_start(args, message);
537         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
538         /* LINTED */
539         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
540         va_end(args);
541         if (do_perror) {
542                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
543                     ": %s", strerror(save_errno));
544         }
545         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
546         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
547         if (ztest_dump_core)
548                 abort();
549         exit(3);
550 }
551
552 static int
553 str2shift(const char *buf)
554 {
555         const char *ends = "BKMGTPEZ";
556         int i;
557
558         if (buf[0] == '\0')
559                 return (0);
560         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
561                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
562                         break;
563         }
564         if (i == strlen(ends)) {
565                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
566                     buf);
567                 usage(B_FALSE);
568         }
569         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
570                 return (10*i);
571         }
572         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
573         usage(B_FALSE);
574         /* NOTREACHED */
575 }
576
577 static uint64_t
578 nicenumtoull(const char *buf)
579 {
580         char *end;
581         uint64_t val;
582
583         val = strtoull(buf, &end, 0);
584         if (end == buf) {
585                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
586                 usage(B_FALSE);
587         } else if (end[0] == '.') {
588                 double fval = strtod(buf, &end);
589                 fval *= pow(2, str2shift(end));
590                 if (fval > UINT64_MAX) {
591                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
592                             buf);
593                         usage(B_FALSE);
594                 }
595                 val = (uint64_t)fval;
596         } else {
597                 int shift = str2shift(end);
598                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
599                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
600                             buf);
601                         usage(B_FALSE);
602                 }
603                 val <<= shift;
604         }
605         return (val);
606 }
607
608 static void
609 usage(boolean_t requested)
610 {
611         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
612
613         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
614         char nice_gang_bang[NN_NUMBUF_SZ];
615         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
616
617         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
618         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang,
619             sizeof (nice_gang_bang));
620
621         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
622             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
623             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
624             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
625             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
626             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
627             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
628             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
629             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
630             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
631             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
632             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
633             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
634             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
635             "\t[-M] Multi-host simulate pool imported on remote host\n"
636             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
637             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
638             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
639             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
640             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
641             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
642             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
643             "\t    32-bit integer value\n"
644             "\t[-h] (print help)\n"
645             "",
646             zo->zo_pool,
647             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
648             nice_vdev_size,                             /* -s */
649             zo->zo_ashift,                              /* -a */
650             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
651             zo->zo_raidz,                               /* -r */
652             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
653             zo->zo_datasets,                            /* -d */
654             zo->zo_threads,                             /* -t */
655             nice_gang_bang,                             /* -g */
656             zo->zo_init,                                /* -i */
657             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
658             zo->zo_pool,                                /* -p */
659             zo->zo_dir,                                 /* -f */
660             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
661             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
662             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
663         exit(requested ? 0 : 1);
664 }
665
666 static void
667 process_options(int argc, char **argv)
668 {
669         char *path;
670         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
671
672         int opt;
673         uint64_t value;
674         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
675
676         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
677
678         while ((opt = getopt(argc, argv,
679             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:MVET:P:hF:B:o:")) != EOF) {
680                 value = 0;
681                 switch (opt) {
682                 case 'v':
683                 case 's':
684                 case 'a':
685                 case 'm':
686                 case 'r':
687                 case 'R':
688                 case 'd':
689                 case 't':
690                 case 'g':
691                 case 'i':
692                 case 'k':
693                 case 'T':
694                 case 'P':
695                 case 'F':
696                         value = nicenumtoull(optarg);
697                 }
698                 switch (opt) {
699                 case 'v':
700                         zo->zo_vdevs = value;
701                         break;
702                 case 's':
703                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
704                         break;
705                 case 'a':
706                         zo->zo_ashift = value;
707                         break;
708                 case 'm':
709                         zo->zo_mirrors = value;
710                         break;
711                 case 'r':
712                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
713                         break;
714                 case 'R':
715                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
716                         break;
717                 case 'd':
718                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
719                         break;
720                 case 't':
721                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
722                         break;
723                 case 'g':
724                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
725                             value);
726                         break;
727                 case 'i':
728                         zo->zo_init = value;
729                         break;
730                 case 'k':
731                         zo->zo_killrate = value;
732                         break;
733                 case 'p':
734                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
735                             sizeof (zo->zo_pool));
736                         break;
737                 case 'f':
738                         path = realpath(optarg, NULL);
739                         if (path == NULL) {
740                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
741                                     optarg, strerror(errno));
742                                 usage(B_FALSE);
743                         } else {
744                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
745                                     sizeof (zo->zo_dir));
746                                 free(path);
747                         }
748                         break;
749                 case 'M':
750                         zo->zo_mmp_test = 1;
751                         break;
752                 case 'V':
753                         zo->zo_verbose++;
754                         break;
755                 case 'E':
756                         zo->zo_init = 0;
757                         break;
758                 case 'T':
759                         zo->zo_time = value;
760                         break;
761                 case 'P':
762                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
763                         break;
764                 case 'F':
765                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
766                         break;
767                 case 'B':
768                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
769                         break;
770                 case 'o':
771                         if (set_global_var(optarg) != 0)
772                                 usage(B_FALSE);
773                         break;
774                 case 'h':
775                         usage(B_TRUE);
776                         break;
777                 case '?':
778                 default:
779                         usage(B_FALSE);
780                         break;
781                 }
782         }
783
784         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
785
786         zo->zo_vdevtime =
787             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
788             UINT64_MAX >> 2);
789
790         if (strlen(altdir) > 0) {
791                 char *cmd;
792                 char *realaltdir;
793                 char *bin;
794                 char *ztest;
795                 char *isa;
796                 int isalen;
797
798                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
799                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
800
801                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
802                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
803                         ztest_dump_core = B_FALSE;
804                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
805                             altdir);
806                 }
807                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
808
809                 /*
810                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
811                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
812                  * 32 or 64 bit binaries.
813                  */
814                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
815                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
816                 isa = bin + 9;
817                 isalen = ztest - isa;
818                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
819                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
820                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
821                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
822
823                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
824                         ztest_dump_core = B_FALSE;
825                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
826                             zo->zo_alt_ztest);
827                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
828                         ztest_dump_core = B_FALSE;
829                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
830                             zo->zo_alt_libpath);
831                 }
832
833                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
834                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
835         }
836 }
837
838 static void
839 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
840 {
841         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
842         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
843
844         /*
845          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
846          * See comment above spa_config_sync().
847          */
848         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
849         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
850         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
851
852         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
853 }
854
855 static uint64_t
856 ztest_random(uint64_t range)
857 {
858         uint64_t r;
859
860         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
861
862         if (range == 0)
863                 return (0);
864
865         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
866                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
867
868         return (r % range);
869 }
870
871 /* ARGSUSED */
872 static void
873 ztest_record_enospc(const char *s)
874 {
875         ztest_shared->zs_enospc_count++;
876 }
877
878 static uint64_t
879 ztest_get_ashift(void)
880 {
881         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
882                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
883         return (ztest_opts.zo_ashift);
884 }
885
886 static nvlist_t *
887 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
888 {
889         char *pathbuf;
890         uint64_t vdev;
891         nvlist_t *file;
892
893         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
894
895         if (ashift == 0)
896                 ashift = ztest_get_ashift();
897
898         if (path == NULL) {
899                 path = pathbuf;
900
901                 if (aux != NULL) {
902                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
903                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
904                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
905                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
906                             aux, vdev);
907                 } else {
908                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
909                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
910                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
911                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
912                 }
913         }
914
915         if (size != 0) {
916                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
917                 if (fd == -1)
918                         fatal(1, "can't open %s", path);
919                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
920                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
921                 (void) close(fd);
922         }
923
924         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
925         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
926         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
927         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
928         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
929
930         return (file);
931 }
932
933 static nvlist_t *
934 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
935     uint64_t ashift, int r)
936 {
937         nvlist_t *raidz, **child;
938         int c;
939
940         if (r < 2)
941                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
942         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
943
944         for (c = 0; c < r; c++)
945                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
946
947         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
948         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
949             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
950         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
951             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
952         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
953             child, r) == 0);
954
955         for (c = 0; c < r; c++)
956                 nvlist_free(child[c]);
957
958         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
959
960         return (raidz);
961 }
962
963 static nvlist_t *
964 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
965     uint64_t ashift, int r, int m)
966 {
967         nvlist_t *mirror, **child;
968         int c;
969
970         if (m < 1)
971                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
972
973         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
974
975         for (c = 0; c < m; c++)
976                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
977
978         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
979         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
980             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
981         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
982             child, m) == 0);
983
984         for (c = 0; c < m; c++)
985                 nvlist_free(child[c]);
986
987         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
988
989         return (mirror);
990 }
991
992 static nvlist_t *
993 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
994     int log, int r, int m, int t)
995 {
996         nvlist_t *root, **child;
997         int c;
998
999         ASSERT(t > 0);
1000
1001         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1002
1003         for (c = 0; c < t; c++) {
1004                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1005                     r, m);
1006                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
1007                     log) == 0);
1008         }
1009
1010         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1011         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1012         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1013             child, t) == 0);
1014
1015         for (c = 0; c < t; c++)
1016                 nvlist_free(child[c]);
1017
1018         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1019
1020         return (root);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1025  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1026  */
1027 static uint64_t
1028 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1029 {
1030         uint64_t version = initial_version;
1031
1032         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1033                 version = version +
1034                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1035         }
1036
1037         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1038                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1039
1040         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1041         return (version);
1042 }
1043
1044 static int
1045 ztest_random_blocksize(void)
1046 {
1047         /*
1048          * Choose a block size >= the ashift.
1049          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1050          */
1051         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1052         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1053                 maxbs = 20;
1054         uint64_t block_shift =
1055             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1056         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1057 }
1058
1059 static int
1060 ztest_random_dnodesize(void)
1061 {
1062         int slots;
1063         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1064
1065         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1066                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1067
1068         /*
1069          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1070          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1071          * usage.
1072          */
1073         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1074         switch (ztest_random(10)) {
1075         case 0:
1076                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1077                 break;
1078         case 1 ... 4:
1079                 slots = 2 + ztest_random(3);
1080                 break;
1081         default:
1082                 slots = 1;
1083                 break;
1084         }
1085
1086         return (slots << DNODE_SHIFT);
1087 }
1088
1089 static int
1090 ztest_random_ibshift(void)
1091 {
1092         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1093             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1094 }
1095
1096 static uint64_t
1097 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1098 {
1099         uint64_t top;
1100         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1101         vdev_t *tvd;
1102
1103         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1104
1105         do {
1106                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1107                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1108         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1109             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1110
1111         return (top);
1112 }
1113
1114 static uint64_t
1115 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1116 {
1117         uint64_t value;
1118
1119         do {
1120                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1121         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1122
1123         return (value);
1124 }
1125
1126 static int
1127 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1128     boolean_t inherit)
1129 {
1130         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1131         const char *valname;
1132         char *setpoint;
1133         uint64_t curval;
1134         int error;
1135
1136         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1137             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1138
1139         if (error == ENOSPC) {
1140                 ztest_record_enospc(FTAG);
1141                 return (error);
1142         }
1143         ASSERT0(error);
1144
1145         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1146         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1147
1148         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1149                 int err;
1150
1151                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1152                 if (err)
1153                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1154                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1155                 else
1156                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1157                             osname, propname, valname, setpoint);
1158         }
1159         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1160
1161         return (error);
1162 }
1163
1164 static int
1165 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1166 {
1167         spa_t *spa = ztest_spa;
1168         nvlist_t *props = NULL;
1169         int error;
1170
1171         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1172         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1173
1174         error = spa_prop_set(spa, props);
1175
1176         nvlist_free(props);
1177
1178         if (error == ENOSPC) {
1179                 ztest_record_enospc(FTAG);
1180                 return (error);
1181         }
1182         ASSERT0(error);
1183
1184         return (error);
1185 }
1186
1187 static int
1188 ztest_dmu_objset_own(const char *name, dmu_objset_type_t type,
1189     boolean_t readonly, boolean_t decrypt, void *tag, objset_t **osp)
1190 {
1191         int err;
1192
1193         err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1194         if (decrypt && err == EACCES) {
1195                 char ddname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
1196                 dsl_crypto_params_t *dcp;
1197                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
1198                 char *cp = NULL;
1199
1200                 /* spa_keystore_load_wkey() expects a dsl dir name */
1201                 strcpy(ddname, name);
1202                 cp = strchr(ddname, '@');
1203                 if (cp != NULL)
1204                         *cp = '\0';
1205
1206                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
1207                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
1208                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, NULL,
1209                     crypto_args, &dcp));
1210                 err = spa_keystore_load_wkey(ddname, dcp, B_FALSE);
1211                 dsl_crypto_params_free(dcp, B_FALSE);
1212                 fnvlist_free(crypto_args);
1213
1214                 if (err != 0)
1215                         return (err);
1216
1217                 err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1218         }
1219
1220         return (err);
1221 }
1222
1223
1224 /*
1225  * Object and range lock mechanics
1226  */
1227 typedef struct {
1228         list_node_t z_lnode;
1229         refcount_t z_refcnt;
1230         uint64_t z_object;
1231         zfs_rlock_t z_range_lock;
1232 } ztest_znode_t;
1233
1234 typedef struct {
1235         rl_t *z_rl;
1236         ztest_znode_t *z_ztznode;
1237 } ztest_zrl_t;
1238
1239 static ztest_znode_t *
1240 ztest_znode_init(uint64_t object)
1241 {
1242         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1243
1244         list_link_init(&zp->z_lnode);
1245         refcount_create(&zp->z_refcnt);
1246         zp->z_object = object;
1247         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1248
1249         return (zp);
1250 }
1251
1252 static void
1253 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1254 {
1255         ASSERT(refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1256         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1257         zp->z_object = 0;
1258         refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1259         list_link_init(&zp->z_lnode);
1260         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1261 }
1262
1263 static void
1264 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1265 {
1266         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1267         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1268             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1269 }
1270
1271 static void
1272 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1273 {
1274         list_destroy(&zll->z_list);
1275         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1276 }
1277
1278 #define RL_TAG "range_lock"
1279 static ztest_znode_t *
1280 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1281 {
1282         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1283         ztest_znode_t *zp = NULL;
1284         mutex_enter(&zll->z_lock);
1285         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1286             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1287                 if (zp->z_object == object) {
1288                         refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1289                         break;
1290                 }
1291         }
1292         if (zp == NULL) {
1293                 zp = ztest_znode_init(object);
1294                 refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1295                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1296         }
1297         mutex_exit(&zll->z_lock);
1298         return (zp);
1299 }
1300
1301 static void
1302 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1303 {
1304         zll_t *zll = NULL;
1305         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1306         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1307         mutex_enter(&zll->z_lock);
1308         refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1309         if (refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1310                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1311                 ztest_znode_fini(zp);
1312         }
1313         mutex_exit(&zll->z_lock);
1314 }
1315
1316
1317 static void
1318 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1319 {
1320         rll->rll_writer = NULL;
1321         rll->rll_readers = 0;
1322         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1323         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1324 }
1325
1326 static void
1327 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1328 {
1329         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1330         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1331         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1332         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1333 }
1334
1335 static void
1336 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1337 {
1338         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1339
1340         if (type == RL_READER) {
1341                 while (rll->rll_writer != NULL)
1342                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1343                 rll->rll_readers++;
1344         } else {
1345                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1346                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1347                 rll->rll_writer = curthread;
1348         }
1349
1350         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1351 }
1352
1353 static void
1354 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1355 {
1356         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1357
1358         if (rll->rll_writer) {
1359                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1360                 rll->rll_writer = NULL;
1361         } else {
1362                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1363                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1364                 rll->rll_readers--;
1365         }
1366
1367         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1368                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1369
1370         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1371 }
1372
1373 static void
1374 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1375 {
1376         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1377
1378         ztest_rll_lock(rll, type);
1379 }
1380
1381 static void
1382 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1383 {
1384         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1385
1386         ztest_rll_unlock(rll);
1387 }
1388
1389 static ztest_zrl_t *
1390 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1391 {
1392         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1393         zrl->z_rl = rl;
1394         zrl->z_ztznode = zp;
1395         return (zrl);
1396 }
1397
1398 static void
1399 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1400 {
1401         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1402 }
1403
1404 static ztest_zrl_t *
1405 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1406     uint64_t size, rl_type_t type)
1407 {
1408         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1409         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1410             size, type);
1411         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1412 }
1413
1414 static void
1415 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1416 {
1417         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1418         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1419         ztest_zrl_fini(zrl);
1420 }
1421
1422 static void
1423 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1424 {
1425         zd->zd_os = os;
1426         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1427         zd->zd_shared = szd;
1428         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1429         int l;
1430
1431         if (zd->zd_shared != NULL)
1432                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1433
1434         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1435         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1436
1437         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1438                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1439
1440         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1441                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1442 }
1443
1444 static void
1445 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1446 {
1447         int l;
1448
1449         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1450         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1451
1452         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1453                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1454
1455         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1456                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1457 }
1458
1459 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1460
1461 static uint64_t
1462 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1463 {
1464         uint64_t txg;
1465         int error;
1466
1467         /*
1468          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1469          */
1470         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1471         if (error) {
1472                 if (error == ERESTART) {
1473                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1474                         dmu_tx_wait(tx);
1475                 } else {
1476                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1477                         ztest_record_enospc(tag);
1478                 }
1479                 dmu_tx_abort(tx);
1480                 return (0);
1481         }
1482         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1483         ASSERT(txg != 0);
1484         return (txg);
1485 }
1486
1487 static void
1488 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1489 {
1490         uint64_t *ip = buf;
1491         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1492
1493         while (ip < ip_end)
1494                 *ip++ = value;
1495 }
1496
1497 #ifndef NDEBUG
1498 static boolean_t
1499 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1500 {
1501         uint64_t *ip = buf;
1502         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1503         uint64_t diff = 0;
1504
1505         while (ip < ip_end)
1506                 diff |= (value - *ip++);
1507
1508         return (diff == 0);
1509 }
1510 #endif
1511
1512 static void
1513 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1514     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1515     uint64_t crtxg)
1516 {
1517         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1518         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1519         bt->bt_object = object;
1520         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1521         bt->bt_offset = offset;
1522         bt->bt_gen = gen;
1523         bt->bt_txg = txg;
1524         bt->bt_crtxg = crtxg;
1525 }
1526
1527 static void
1528 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1529     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1530     uint64_t crtxg)
1531 {
1532         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1533         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1534         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1535         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1536         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1537         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1538         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1539         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1540 }
1541
1542 static ztest_block_tag_t *
1543 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1544 {
1545         dmu_object_info_t doi;
1546         ztest_block_tag_t *bt;
1547
1548         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1549         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1550         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1551         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1552
1553         return (bt);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1558  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1559  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1560  */
1561 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1562         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1563
1564 /*
1565  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1566  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1567  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1568  * interior regions of large dnodes.
1569  */
1570 void
1571 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1572     objset_t *os, uint64_t gen)
1573 {
1574         uint64_t *bonusp;
1575
1576         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1577
1578         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1579                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1580                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1581                 *bonusp = token;
1582         }
1583 }
1584
1585 /*
1586  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1587  * expected tokens.
1588  */
1589 void
1590 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1591     objset_t *os, uint64_t gen)
1592 {
1593         uint64_t *bonusp;
1594
1595         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1596                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1597                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1598                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1599         }
1600 }
1601
1602 /*
1603  * ZIL logging ops
1604  */
1605
1606 #define lrz_type        lr_mode
1607 #define lrz_blocksize   lr_uid
1608 #define lrz_ibshift     lr_gid
1609 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1610 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1611
1612 static void
1613 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1614 {
1615         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1616         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1617         itx_t *itx;
1618
1619         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1620                 return;
1621
1622         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1623         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1624             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1625
1626         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1627 }
1628
1629 static void
1630 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1631 {
1632         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1633         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1634         itx_t *itx;
1635
1636         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1637                 return;
1638
1639         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1640         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1641             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1642
1643         itx->itx_oid = object;
1644         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1645 }
1646
1647 static void
1648 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1649 {
1650         itx_t *itx;
1651         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1652
1653         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1654                 return;
1655
1656         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1657                 write_state = WR_INDIRECT;
1658
1659         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1660             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1661
1662         if (write_state == WR_COPIED &&
1663             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1664             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1665                 zil_itx_destroy(itx);
1666                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1667                 write_state = WR_NEED_COPY;
1668         }
1669         itx->itx_private = zd;
1670         itx->itx_wr_state = write_state;
1671         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1672
1673         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1674             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1675
1676         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1677 }
1678
1679 static void
1680 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1681 {
1682         itx_t *itx;
1683
1684         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1685                 return;
1686
1687         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1688         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1689             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1690
1691         itx->itx_sync = B_FALSE;
1692         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1693 }
1694
1695 static void
1696 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1697 {
1698         itx_t *itx;
1699
1700         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1701                 return;
1702
1703         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1704         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1705             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1706
1707         itx->itx_sync = B_FALSE;
1708         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * ZIL replay ops
1713  */
1714 static int
1715 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1716 {
1717         ztest_ds_t *zd = arg1;
1718         lr_create_t *lr = arg2;
1719         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1720         objset_t *os = zd->zd_os;
1721         ztest_block_tag_t *bbt;
1722         dmu_buf_t *db;
1723         dmu_tx_t *tx;
1724         uint64_t txg;
1725         int error = 0;
1726         int bonuslen;
1727
1728         if (byteswap)
1729                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1730
1731         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1732         ASSERT(name[0] != '\0');
1733
1734         tx = dmu_tx_create(os);
1735
1736         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1737
1738         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1739                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1740         } else {
1741                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1742         }
1743
1744         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1745         if (txg == 0)
1746                 return (ENOSPC);
1747
1748         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1749         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1750
1751         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1752                 if (lr->lr_foid == 0) {
1753                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1754                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1755                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1756                 } else {
1757                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1758                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1759                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1760                 }
1761         } else {
1762                 if (lr->lr_foid == 0) {
1763                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1764                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1765                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1766                 } else {
1767                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1768                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1769                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1770                 }
1771         }
1772
1773         if (error) {
1774                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1775                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1776                 dmu_tx_commit(tx);
1777                 return (error);
1778         }
1779
1780         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1781
1782         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1783                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1784                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1785
1786         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1787         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1788         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1789         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1790             lr->lr_gen, txg, txg);
1791         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1792         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1793
1794         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1795             &lr->lr_foid, tx));
1796
1797         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1798
1799         dmu_tx_commit(tx);
1800
1801         return (0);
1802 }
1803
1804 static int
1805 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1806 {
1807         ztest_ds_t *zd = arg1;
1808         lr_remove_t *lr = arg2;
1809         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1810         objset_t *os = zd->zd_os;
1811         dmu_object_info_t doi;
1812         dmu_tx_t *tx;
1813         uint64_t object, txg;
1814
1815         if (byteswap)
1816                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1817
1818         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1819         ASSERT(name[0] != '\0');
1820
1821         VERIFY3U(0, ==,
1822             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1823         ASSERT(object != 0);
1824
1825         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1826
1827         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1828
1829         tx = dmu_tx_create(os);
1830
1831         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1832         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1833
1834         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1835         if (txg == 0) {
1836                 ztest_object_unlock(zd, object);
1837                 return (ENOSPC);
1838         }
1839
1840         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1841                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1842         } else {
1843                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1844         }
1845
1846         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1847
1848         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1849
1850         dmu_tx_commit(tx);
1851
1852         ztest_object_unlock(zd, object);
1853
1854         return (0);
1855 }
1856
1857 static int
1858 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1859 {
1860         ztest_ds_t *zd = arg1;
1861         lr_write_t *lr = arg2;
1862         objset_t *os = zd->zd_os;
1863         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1864         uint64_t offset, length;
1865         ztest_block_tag_t *bt = data;
1866         ztest_block_tag_t *bbt;
1867         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1868         dmu_object_info_t doi;
1869         dmu_tx_t *tx;
1870         dmu_buf_t *db;
1871         arc_buf_t *abuf = NULL;
1872         ztest_zrl_t *rl;
1873
1874         if (byteswap)
1875                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1876
1877         offset = lr->lr_offset;
1878         length = lr->lr_length;
1879
1880         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1881         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1882                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1883                 if (length < blocksize) {
1884                         offset -= offset % blocksize;
1885                         length = blocksize;
1886                 }
1887         }
1888
1889         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1890                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1891
1892         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1893                 bt = NULL;
1894
1895         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1896         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1897
1898         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1899
1900         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1901
1902         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1903         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1904         gen = bbt->bt_gen;
1905         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1906         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1907
1908         tx = dmu_tx_create(os);
1909
1910         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1911
1912         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1913             P2PHASE(offset, length) == 0)
1914                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1915
1916         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1917         if (txg == 0) {
1918                 if (abuf != NULL)
1919                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1920                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1921                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1922                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1923                 return (ENOSPC);
1924         }
1925
1926         if (bt != NULL) {
1927                 /*
1928                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1929                  * but not always, because we also want to verify correct
1930                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1931                  */
1932                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1933                 if (ztest_random(4) != 0) {
1934                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1935                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1936                         ztest_block_tag_t rbt;
1937
1938                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1939                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1940                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1941                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1942                                     offset, gen, txg, crtxg);
1943                         }
1944                 }
1945
1946                 /*
1947                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1948                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1949                  * open-context data, which may be different than the data
1950                  * as it was when the write was generated.
1951                  */
1952                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1953                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1954                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1955                             bt->bt_crtxg);
1956                 }
1957
1958                 /*
1959                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1960                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1961                  */
1962                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1963                     crtxg);
1964         }
1965
1966         if (abuf == NULL) {
1967                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1968         } else {
1969                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1970                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(db, offset, abuf, tx);
1971         }
1972
1973         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1974
1975         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1976
1977         dmu_tx_commit(tx);
1978
1979         ztest_range_unlock(zd, rl);
1980         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1981
1982         return (0);
1983 }
1984
1985 static int
1986 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1987 {
1988         ztest_ds_t *zd = arg1;
1989         lr_truncate_t *lr = arg2;
1990         objset_t *os = zd->zd_os;
1991         dmu_tx_t *tx;
1992         uint64_t txg;
1993         ztest_zrl_t *rl;
1994
1995         if (byteswap)
1996                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1997
1998         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1999         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
2000             RL_WRITER);
2001
2002         tx = dmu_tx_create(os);
2003
2004         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
2005
2006         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2007         if (txg == 0) {
2008                 ztest_range_unlock(zd, rl);
2009                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2010                 return (ENOSPC);
2011         }
2012
2013         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
2014             lr->lr_length, tx) == 0);
2015
2016         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
2017
2018         dmu_tx_commit(tx);
2019
2020         ztest_range_unlock(zd, rl);
2021         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2022
2023         return (0);
2024 }
2025
2026 static int
2027 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2028 {
2029         ztest_ds_t *zd = arg1;
2030         lr_setattr_t *lr = arg2;
2031         objset_t *os = zd->zd_os;
2032         dmu_tx_t *tx;
2033         dmu_buf_t *db;
2034         ztest_block_tag_t *bbt;
2035         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
2036
2037         if (byteswap)
2038                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2039
2040         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
2041
2042         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2043
2044         tx = dmu_tx_create(os);
2045         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
2046
2047         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2048         if (txg == 0) {
2049                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2050                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2051                 return (ENOSPC);
2052         }
2053
2054         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2055         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2056         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2057         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2058         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2059
2060         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2061                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
2062                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
2063                 ASSERT(lrtxg != 0);
2064         } else {
2065                 /*
2066                  * Randomly change the size and increment the generation.
2067                  */
2068                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2069                     sizeof (*bbt);
2070                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2071                 ASSERT(lrtxg == 0);
2072         }
2073
2074         /*
2075          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2076          */
2077         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2078             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2079
2080         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2081
2082         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2083         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2084         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2085         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2086
2087         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2088             txg, crtxg);
2089         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2090         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2091
2092         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2093
2094         dmu_tx_commit(tx);
2095
2096         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2097
2098         return (0);
2099 }
2100
2101 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2102         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
2103         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
2104         NULL,                   /* TX_MKDIR */
2105         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
2106         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
2107         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2108         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2109         NULL,                   /* TX_LINK */
2110         NULL,                   /* TX_RENAME */
2111         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2112         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2113         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2114         NULL,                   /* TX_ACL */
2115         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2116         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2117         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2118         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2119         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2120         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2121         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2122 };
2123
2124 /*
2125  * ZIL get_data callbacks
2126  */
2127 typedef struct ztest_zgd_private {
2128         ztest_ds_t *z_zd;
2129         ztest_zrl_t *z_rl;
2130         uint64_t z_object;
2131 } ztest_zgd_private_t;
2132
2133 static void
2134 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2135 {
2136         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2137         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2138         uint64_t object = zzp->z_object;
2139
2140         if (zgd->zgd_db)
2141                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2142
2143         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2144         ztest_object_unlock(zd, object);
2145
2146         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2147                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
2148
2149         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2150         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2151 }
2152
2153 static int
2154 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
2155     zio_t *zio)
2156 {
2157         ztest_ds_t *zd = arg;
2158         objset_t *os = zd->zd_os;
2159         uint64_t object = lr->lr_foid;
2160         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2161         uint64_t size = lr->lr_length;
2162         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2163         uint64_t crtxg;
2164         dmu_object_info_t doi;
2165         dmu_buf_t *db;
2166         zgd_t *zgd;
2167         int error;
2168         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2169
2170         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2171         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2172         ASSERT3U(size, !=, 0);
2173
2174         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2175         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2176         if (error) {
2177                 ztest_object_unlock(zd, object);
2178                 return (error);
2179         }
2180
2181         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2182
2183         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2184                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2185                 ztest_object_unlock(zd, object);
2186                 return (ENOENT);
2187         }
2188
2189         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2190         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2191         db = NULL;
2192
2193         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2194         zgd->zgd_lwb = lwb;
2195         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2196         zgd_private->z_zd = zd;
2197         zgd_private->z_object = object;
2198         zgd->zgd_private = zgd_private;
2199
2200         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2201                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2202                     RL_READER);
2203                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2204
2205                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2206                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2207                 ASSERT(error == 0);
2208         } else {
2209                 size = doi.doi_data_block_size;
2210                 if (ISP2(size)) {
2211                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2212                 } else {
2213                         ASSERT(offset < size);
2214                         offset = 0;
2215                 }
2216
2217                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2218                     RL_READER);
2219                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2220
2221                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2222                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2223
2224                 if (error == 0) {
2225                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2226
2227                         zgd->zgd_db = db;
2228                         zgd->zgd_bp = bp;
2229
2230                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2231                         ASSERT(db->db_size == size);
2232
2233                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2234                             ztest_get_done, zgd);
2235
2236                         if (error == 0)
2237                                 return (0);
2238                 }
2239         }
2240
2241         ztest_get_done(zgd, error);
2242
2243         return (error);
2244 }
2245
2246 static void *
2247 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2248 {
2249         char *lr;
2250         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2251
2252         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2253
2254         if (name)
2255                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2256
2257         return (lr);
2258 }
2259
2260 void
2261 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2262 {
2263         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2264
2265         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2270  */
2271 static int
2272 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2273 {
2274         int missing = 0;
2275         int error;
2276         int i;
2277
2278         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2279
2280         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2281                 od->od_object = 0;
2282                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2283                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2284                 if (error) {
2285                         ASSERT(error == ENOENT);
2286                         ASSERT(od->od_object == 0);
2287                         missing++;
2288                 } else {
2289                         dmu_buf_t *db;
2290                         ztest_block_tag_t *bbt;
2291                         dmu_object_info_t doi;
2292
2293                         ASSERT(od->od_object != 0);
2294                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2295
2296                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2297                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2298                             od->od_object, FTAG, &db));
2299                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2300                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2301                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2302                         od->od_type = doi.doi_type;
2303                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2304                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2305                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2306                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2307                 }
2308         }
2309
2310         return (missing);
2311 }
2312
2313 static int
2314 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2315 {
2316         int missing = 0;
2317         int i;
2318
2319         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2320
2321         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2322                 if (missing) {
2323                         od->od_object = 0;
2324                         missing++;
2325                         continue;
2326                 }
2327
2328                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2329
2330                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2331                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2332                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2333                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2334                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2335                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2336                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2337                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2338                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2339
2340                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2341                         ASSERT(missing == 0);
2342                         od->od_object = 0;
2343                         missing++;
2344                 } else {
2345                         od->od_object = lr->lr_foid;
2346                         od->od_type = od->od_crtype;
2347                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2348                         od->od_gen = od->od_crgen;
2349                         ASSERT(od->od_object != 0);
2350                 }
2351
2352                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2353         }
2354
2355         return (missing);
2356 }
2357
2358 static int
2359 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2360 {
2361         int missing = 0;
2362         int error;
2363         int i;
2364
2365         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2366
2367         od += count - 1;
2368
2369         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2370                 if (missing) {
2371                         missing++;
2372                         continue;
2373                 }
2374
2375                 /*
2376                  * No object was found.
2377                  */
2378                 if (od->od_object == 0)
2379                         continue;
2380
2381                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2382
2383                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2384
2385                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2386                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2387                         missing++;
2388                 } else {
2389                         od->od_object = 0;
2390                 }
2391                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2392         }
2393
2394         return (missing);
2395 }
2396
2397 static int
2398 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2399     void *data)
2400 {
2401         lr_write_t *lr;
2402         int error;
2403
2404         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2405
2406         lr->lr_foid = object;
2407         lr->lr_offset = offset;
2408         lr->lr_length = size;
2409         lr->lr_blkoff = 0;
2410         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2411
2412         bcopy(data, lr + 1, size);
2413
2414         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2415
2416         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2417
2418         return (error);
2419 }
2420
2421 static int
2422 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2423 {
2424         lr_truncate_t *lr;
2425         int error;
2426
2427         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2428
2429         lr->lr_foid = object;
2430         lr->lr_offset = offset;
2431         lr->lr_length = size;
2432
2433         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2434
2435         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2436
2437         return (error);
2438 }
2439
2440 static int
2441 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2442 {
2443         lr_setattr_t *lr;
2444         int error;
2445
2446         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2447
2448         lr->lr_foid = object;
2449         lr->lr_size = 0;
2450         lr->lr_mode = 0;
2451
2452         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2453
2454         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2455
2456         return (error);
2457 }
2458
2459 static void
2460 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2461 {
2462         objset_t *os = zd->zd_os;
2463         dmu_tx_t *tx;
2464         uint64_t txg;
2465         ztest_zrl_t *rl;
2466
2467         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2468
2469         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2470         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2471
2472         tx = dmu_tx_create(os);
2473
2474         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2475
2476         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2477
2478         if (txg != 0) {
2479                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2480                 dmu_tx_commit(tx);
2481                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2482         } else {
2483                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2484         }
2485
2486         ztest_range_unlock(zd, rl);
2487         ztest_object_unlock(zd, object);
2488 }
2489
2490 static void
2491 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2492 {
2493         int err;
2494         ztest_block_tag_t wbt;
2495         dmu_object_info_t doi;
2496         enum ztest_io_type io_type;
2497         uint64_t blocksize;
2498         void *data;
2499
2500         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2501         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2502         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2503
2504         /*
2505          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2506          */
2507         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2508         if (ztest_random(2) == 0)
2509                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2510
2511         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2512
2513         switch (io_type) {
2514
2515         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2516                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2517                     offset, 0, 0, 0);
2518                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2519                 break;
2520
2521         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2522                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2523                 if (ztest_random(2) == 0) {
2524                         /*
2525                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2526                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2527                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2528                          */
2529                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2530                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2531                 }
2532                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2533                 break;
2534
2535         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2536                 bzero(data, blocksize);
2537                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2538                 break;
2539
2540         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2541                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2542                 break;
2543
2544         case ZTEST_IO_SETATTR:
2545                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2546                 break;
2547         default:
2548                 break;
2549
2550         case ZTEST_IO_REWRITE:
2551                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2552                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2553                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2554                     B_FALSE);
2555                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2556                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2557                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2558                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2559                     B_FALSE);
2560                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2561                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2562
2563                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2564                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2565
2566                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2567                 break;
2568         }
2569
2570         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2571
2572         umem_free(data, blocksize);
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Initialize an object description template.
2577  */
2578 static void
2579 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2580     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2581     uint64_t gen)
2582 {
2583         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2584         od->od_object = 0;
2585
2586         od->od_crtype = type;
2587         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2588         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2589         od->od_crgen = gen;
2590
2591         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2592         od->od_blocksize = 0;
2593         od->od_gen = 0;
2594
2595         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2596             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2601  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2602  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2603  * use the existing objects.
2604  */
2605 static int
2606 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2607 {
2608         int count = size / sizeof (*od);
2609         int rv = 0;
2610
2611         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2612         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2613             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2614             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2615                 rv = -1;
2616         zd->zd_od = od;
2617         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2618
2619         return (rv);
2620 }
2621
2622 /* ARGSUSED */
2623 void
2624 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2625 {
2626         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2627
2628         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2629
2630         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2631
2632         /*
2633          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2634          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2635          * will verify that the log really does contain this record.
2636          */
2637         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2638         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2639         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2640         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2641         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2642
2643         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2648  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2649  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2650  */
2651 /* ARGSUSED */
2652 void
2653 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2654 {
2655         objset_t *os = zd->zd_os;
2656
2657         /*
2658          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2659          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2660          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2661          */
2662         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2663         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2664
2665         /* zfsvfs_teardown() */
2666         zil_close(zd->zd_zilog);
2667
2668         /* zfsvfs_setup() */
2669         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2670         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2671
2672         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2673         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2678  * or create a pool with a bad vdev spec.
2679  */
2680 /* ARGSUSED */
2681 void
2682 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2683 {
2684         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2685         spa_t *spa;
2686         nvlist_t *nvroot;
2687
2688         if (zo->zo_mmp_test)
2689                 return;
2690
2691         /*
2692          * Attempt to create using a bad file.
2693          */
2694         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2695         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2696             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2697         nvlist_free(nvroot);
2698
2699         /*
2700          * Attempt to create using a bad mirror.
2701          */
2702         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2703         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2704             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2705         nvlist_free(nvroot);
2706
2707         /*
2708          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2709          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2710          */
2711         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2712         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2713         VERIFY3U(EEXIST, ==,
2714             spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2715         nvlist_free(nvroot);
2716         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2717         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2718         spa_close(spa, FTAG);
2719
2720         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2721 }
2722
2723 /*
2724  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2725  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2726  */
2727 /* ARGSUSED */
2728 void
2729 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2730 {
2731         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2732         spa_t *spa = ztest_spa;
2733
2734         if (zo->zo_mmp_test)
2735                 return;
2736
2737         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2738         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2739
2740         if (!spa_multihost(spa)) {
2741                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
2742                 mmp_thread_start(spa);
2743         }
2744
2745         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2746         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2747
2748         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2749         mmp_signal_all_threads();
2750         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2751
2752         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2753         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2754
2755         if (spa_multihost(spa)) {
2756                 mmp_thread_stop(spa);
2757                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
2758         }
2759
2760         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2761         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2762 }
2763
2764 /* ARGSUSED */
2765 void
2766 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2767 {
2768         spa_t *spa;
2769         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2770         uint64_t version, newversion;
2771         nvlist_t *nvroot, *props;
2772         char *name;
2773
2774         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2775                 return;
2776
2777         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2778         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2779
2780         /*
2781          * Clean up from previous runs.
2782          */
2783         (void) spa_destroy(name);
2784
2785         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2786             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2787
2788         /*
2789          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2790          * the initial version is capable of supporting that feature.
2791          */
2792         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2793         case 0:
2794         case 1:
2795                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2796                 break;
2797         case 2:
2798                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2799                 break;
2800         case 3:
2801                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2802                 break;
2803         }
2804
2805         /*
2806          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2807          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2808          */
2809         do {
2810                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2811         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2812
2813         props = fnvlist_alloc();
2814         fnvlist_add_uint64(props,
2815             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2816         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL), ==, 0);
2817         fnvlist_free(nvroot);
2818         fnvlist_free(props);
2819
2820         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2821         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2822         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2823
2824         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2825                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2826                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2827         }
2828
2829         spa_upgrade(spa, newversion);
2830         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2831         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2832             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2833         spa_close(spa, FTAG);
2834
2835         strfree(name);
2836         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2837 }
2838
2839 static vdev_t *
2840 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2841 {
2842         vdev_t *mvd;
2843         int c;
2844
2845         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2846                 return (vd);
2847
2848         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2849                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2850                     NULL)
2851                         return (mvd);
2852
2853         return (NULL);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2858  */
2859 int
2860 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2861 {
2862         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2863         int c;
2864
2865         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2866
2867         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2868                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2869
2870                 if (cvd->vdev_ishole)
2871                         break;
2872         }
2873         return (c);
2874 }
2875
2876 /*
2877  * Verify that vdev_add() works as expected.
2878  */
2879 /* ARGSUSED */
2880 void
2881 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2882 {
2883         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2884         spa_t *spa = ztest_spa;
2885         uint64_t leaves;
2886         uint64_t guid;
2887         nvlist_t *nvroot;
2888         int error;
2889
2890         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2891                 return;
2892
2893         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2894         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2895
2896         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2897
2898         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2899
2900         /*
2901          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2902          */
2903         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2904                 /*
2905                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2906                  */
2907                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2908
2909                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2910
2911                 /*
2912                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2913                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2914                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2915                  * grab a reference on the dataset which may cause
2916                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2917                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2918                  */
2919                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2920                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2921                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2922
2923                 if (error && error != EEXIST)
2924                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2925         } else {
2926                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2927
2928                 /*
2929                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2930                  */
2931                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2932                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2933                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2934                     zs->zs_mirrors, 1);
2935
2936                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2937                 nvlist_free(nvroot);
2938
2939                 if (error == ENOSPC)
2940                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2941                 else if (error != 0)
2942                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2943         }
2944
2945         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2950  */
2951 /* ARGSUSED */
2952 void
2953 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2954 {
2955         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2956         spa_t *spa = ztest_spa;
2957         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2958         spa_aux_vdev_t *sav;
2959         char *aux;
2960         char *path;
2961         uint64_t guid = 0;
2962         int error;
2963
2964         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2965                 return;
2966
2967         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2968
2969         if (ztest_random(2) == 0) {
2970                 sav = &spa->spa_spares;
2971                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2972         } else {
2973                 sav = &spa->spa_l2cache;
2974                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2975         }
2976
2977         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2978
2979         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2980
2981         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2982                 /*
2983                  * Pick a random device to remove.
2984                  */
2985                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2986         } else {
2987                 /*
2988                  * Find an unused device we can add.
2989                  */
2990                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2991                 for (;;) {
2992                         int c;
2993                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2994                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2995                             zs->zs_vdev_aux);
2996                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2997                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2998                                     path) == 0)
2999                                         break;
3000                         if (c == sav->sav_count &&
3001                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3002                                 break;
3003                         zs->zs_vdev_aux++;
3004                 }
3005         }
3006
3007         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3008
3009         if (guid == 0) {
3010                 /*
3011                  * Add a new device.
3012                  */
3013                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3014                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
3015                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3016                 if (error != 0)
3017                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3018                 nvlist_free(nvroot);
3019         } else {
3020                 /*
3021                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3022                  * vdev state first to make sure we handle removal
3023                  * of devices that have pending state changes.
3024                  */
3025                 if (ztest_random(2) == 0)
3026                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3027
3028                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3029                 if (error != 0 && error != EBUSY)
3030                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
3031         }
3032
3033         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3034
3035         umem_free(path, MAXPATHLEN);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3040  */
3041 /* ARGSUSED */
3042 void
3043 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3044 {
3045         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3046         spa_t *spa = ztest_spa;
3047         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3048         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3049         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3050         int error = 0;
3051
3052         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3053                 return;
3054
3055         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3056
3057         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
3058         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3059                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3060                 return;
3061         }
3062
3063         /* clean up the old pool, if any */
3064         (void) spa_destroy("splitp");
3065
3066         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3067
3068         /* generate a config from the existing config */
3069         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3070         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
3071             &tree) == 0);
3072         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3073
3074         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
3075             &children) == 0);
3076
3077         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3078         for (c = 0; c < children; c++) {
3079                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3080                 nvlist_t **mchild;
3081                 uint_t mchildren;
3082
3083                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3084                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
3085                             0) == 0);
3086                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
3087                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
3088                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
3089                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
3090                         if (lastlogid == 0)
3091                                 lastlogid = schildren;
3092                         ++schildren;
3093                         continue;
3094                 }
3095                 lastlogid = 0;
3096                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3097                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
3098                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
3099         }
3100
3101         /* OK, create a config that can be used to split */
3102         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3103         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
3104             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
3105         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
3106             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
3107
3108         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3109         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
3110
3111         for (c = 0; c < schildren; c++)
3112                 nvlist_free(schild[c]);
3113         free(schild);
3114         nvlist_free(split);
3115
3116         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3117
3118         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
3119         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3120         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3121
3122         nvlist_free(config);
3123
3124         if (error == 0) {
3125                 (void) printf("successful split - results:\n");
3126                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3127                 show_pool_stats(spa);
3128                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3129                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3130                 ++zs->zs_splits;
3131                 --zs->zs_mirrors;
3132         }
3133         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3134
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Verify that we can attach and detach devices.
3139  */
3140 /* ARGSUSED */
3141 void
3142 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3143 {
3144         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3145         spa_t *spa = ztest_spa;
3146         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3147         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3148         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3149         nvlist_t *root;
3150         uint64_t leaves;
3151         uint64_t leaf, top;
3152         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3153         uint64_t oldguid, pguid;
3154         uint64_t oldsize, newsize;
3155         char *oldpath, *newpath;
3156         int replacing;
3157         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3158         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3159         int oldvd_is_log;
3160         int error, expected_error;
3161
3162         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3163                 return;
3164
3165         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3166         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3167
3168         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3169         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3170
3171         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3172
3173         /*
3174          * Decide whether to do an attach or a replace.
3175          */
3176         replacing = ztest_random(2);
3177
3178         /*
3179          * Pick a random top-level vdev.
3180          */
3181         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3182
3183         /*
3184          * Pick a random leaf within it.
3185          */
3186         leaf = ztest_random(leaves);
3187
3188         /*
3189          * Locate this vdev.
3190          */
3191         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3192         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3193                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3194                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3195                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3196         }
3197         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3198                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3199                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3200                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3201         }
3202
3203         /*
3204          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3205          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3206          */
3207         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3208                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3209                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3210                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3211         }
3212
3213         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3214         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3215         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3216         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3217         pvd = oldvd->vdev_parent;
3218         pguid = pvd->vdev_guid;
3219
3220         /*
3221          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3222          */
3223         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3224                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3225                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3226                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3227                     error != ENOTSUP)
3228                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3229                 goto out;
3230         }
3231
3232         /*
3233          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3234          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3235          */
3236         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3237                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3238                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3239                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3240         } else {
3241                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3242                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3243                     top * leaves + leaf);
3244                 if (ztest_random(2) == 0)
3245                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3246                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3247         }
3248
3249         if (newvd) {
3250                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3251         } else {
3252                 /*
3253                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3254                  * If it's smaller, the attach should fail.
3255                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3256                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3257                  */
3258                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3259         }
3260
3261         /*
3262          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3263          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3264          *
3265          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3266          *
3267          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3268          */
3269         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3270             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3271             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3272             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3273                 expected_error = ENOTSUP;
3274         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3275                 expected_error = ENOTSUP;
3276         else if (newvd == oldvd)
3277                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3278         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3279                 expected_error = EBUSY;
3280         else if (newsize < oldsize)
3281                 expected_error = EOVERFLOW;
3282         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3283                 expected_error = EDOM;
3284         else
3285                 expected_error = 0;
3286
3287         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3288
3289         /*
3290          * Build the nvlist describing newpath.
3291          */
3292         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3293             ashift, 0, 0, 0, 1);
3294
3295         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3296
3297         nvlist_free(root);
3298
3299         /*
3300          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3301          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3302          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3303          */
3304         if (expected_error == ENOTSUP &&
3305             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3306                 expected_error = error;
3307
3308         /*
3309          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3310          */
3311         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3312                 expected_error = error;
3313
3314         /* XXX workaround 6690467 */
3315         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3316                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3317                     "returned %d, expected %d",
3318                     oldpath, oldsize, newpath,
3319                     newsize, replacing, error, expected_error);
3320         }
3321 out:
3322         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3323
3324         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3325         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3330  */
3331 vdev_t *
3332 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3333 {
3334         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3335         size_t *newsize = arg;
3336         size_t fsize;
3337         int fd;
3338
3339         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3340         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3341
3342         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3343                 return (vd);
3344
3345         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3346         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3347
3348         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3349                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3350                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3351         }
3352         (void) close(fd);
3353         return (NULL);
3354 }
3355
3356 /*
3357  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3358  */
3359 /* ARGSUSED */
3360 vdev_t *
3361 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3362 {
3363         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3364         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3365         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3366         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3367         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3368         int error;
3369
3370         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3371         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3372
3373         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3374         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3375         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3376         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3377
3378         /*
3379          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3380          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3381          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3382          */
3383         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3384                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3385                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3386                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3387                 }
3388                 return (vd);
3389         }
3390         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3391
3392         /*
3393          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3394          * still talking to the original vdev. It's possible this
3395          * vdev may have been detached/replaced while we were
3396          * trying to online it.
3397          */
3398         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3399                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3400                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3401                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3402                             "got gen %llu\n",
3403                             (u_longlong_t)guid,
3404                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3405                             (u_longlong_t)generation,
3406                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3407                 }
3408                 return (vd);
3409         }
3410         return (NULL);
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3415  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3416  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3417  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3418  * leaf vdev we encounter.
3419  */
3420 vdev_t *
3421 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3422 {
3423         uint_t c;
3424
3425         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3426                 if (func == NULL)
3427                         return (vd);
3428                 else
3429                         return (func(vd, arg));
3430         }
3431
3432         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3433                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3434                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3435                         return (cvd);
3436         }
3437         return (NULL);
3438 }
3439
3440 /*
3441  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3442  */
3443 /* ARGSUSED */
3444 void
3445 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3446 {
3447         spa_t *spa = ztest_spa;
3448         vdev_t *vd, *tvd;
3449         metaslab_class_t *mc;
3450         metaslab_group_t *mg;
3451         size_t psize, newsize;
3452         uint64_t top;
3453         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3454
3455         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3456         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3457
3458         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3459
3460         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3461         mg = tvd->vdev_mg;
3462         mc = mg->mg_class;
3463         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3464         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3465
3466         /*
3467          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3468          * our top-level device.
3469          */
3470         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3471         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3472         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3473
3474         psize = vd->vdev_psize;
3475
3476         /*
3477          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3478          * original size, and it has a valid psize.
3479          */
3480         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3481             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3482                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3483                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3484                 return;
3485         }
3486         ASSERT(psize > 0);
3487         newsize = psize + psize / 8;
3488         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3489
3490         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3491                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3492                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3493         }
3494
3495         /*
3496          * Growing the vdev is a two step process:
3497          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3498          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3499          */
3500         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3501             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3502             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3503                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3504                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3505                             "the vdev configuration changed.\n");
3506                 }
3507                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3508                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3509                 return;
3510         }
3511
3512         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3513
3514         /*
3515          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3516          * thus we must wait for the async thread to complete any
3517          * pending tasks before proceeding.
3518          */
3519         for (;;) {
3520                 boolean_t done;
3521                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3522                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3523                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3524                 if (done)
3525                         break;
3526                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3527                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3528         }
3529
3530         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3531
3532         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3533         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3534         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3535
3536         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3537                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3538                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3539                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3540                 }
3541                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3542                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3543                 return;
3544         }
3545
3546         /*
3547          * Make sure we were able to grow the vdev.
3548          */
3549         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3550                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3551                     old_ms_count, new_ms_count);
3552
3553         /*
3554          * Make sure we were able to grow the pool.
3555          */
3556         if (new_class_space <= old_class_space)
3557                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3558                     old_class_space, new_class_space);
3559
3560         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3561                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3562
3563                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3564                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3565                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3566                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3567         }
3568
3569         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3570         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3571 }
3572
3573 /*
3574  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3575  */
3576 /* ARGSUSED */
3577 static void
3578 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3579 {
3580         /*
3581          * Create the objects common to all ztest datasets.
3582          */
3583         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3584             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3585 }
3586
3587 static int
3588 ztest_dataset_create(char *dsname)
3589 {
3590         int err;
3591         uint64_t rand;
3592         dsl_crypto_params_t *dcp = NULL;
3593
3594         /*
3595          * 50% of the time, we create encrypted datasets
3596          * using a random cipher suite and a hard-coded
3597          * wrapping key.
3598          */
3599         rand = ztest_random(2);
3600         if (rand != 0) {
3601                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
3602                 nvlist_t *props = fnvlist_alloc();
3603
3604                 /* slight bias towards the default cipher suite */
3605                 rand = ztest_random(ZIO_CRYPT_FUNCTIONS);
3606                 if (rand < ZIO_CRYPT_AES_128_CCM)
3607                         rand = ZIO_CRYPT_ON;
3608
3609                 fnvlist_add_uint64(props,
3610                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_ENCRYPTION), rand);
3611                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
3612                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
3613
3614                 /*
3615                  * These parameters aren't really used by the kernel. They
3616                  * are simply stored so that userspace knows how to load
3617                  * the wrapping key.
3618                  */
3619                 fnvlist_add_uint64(props,
3620                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYFORMAT), ZFS_KEYFORMAT_RAW);
3621                 fnvlist_add_string(props,
3622                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYLOCATION), "prompt");
3623                 fnvlist_add_uint64(props,
3624                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_SALT), 0ULL);
3625                 fnvlist_add_uint64(props,
3626                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_ITERS), 0ULL);
3627
3628                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, props,
3629                     crypto_args, &dcp));
3630
3631                 fnvlist_free(crypto_args);
3632                 fnvlist_free(props);
3633         }
3634
3635         err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0, dcp,
3636             ztest_objset_create_cb, NULL);
3637         dsl_crypto_params_free(dcp, !!err);
3638
3639         rand = ztest_random(100);
3640         if (err || rand < 80)
3641                 return (err);
3642
3643         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3644                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3645         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3646             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3647 }
3648
3649 /* ARGSUSED */
3650 static int
3651 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3652 {
3653         objset_t *os;
3654         dmu_object_info_t doi;
3655         int error;
3656
3657         /*
3658          * Verify that the dataset contains a directory object.
3659          */
3660         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3661             B_TRUE, FTAG, &os));
3662         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3663         if (error != ENOENT) {
3664                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3665                 ASSERT0(error);
3666                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3667                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3668         }
3669         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
3670
3671         /*
3672          * Destroy the dataset.
3673          */
3674         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3675                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
3676         } else {
3677                 error = dsl_destroy_head(name);
3678                 /* There could be a hold on this dataset */
3679                 if (error != EBUSY)
3680                         ASSERT0(error);
3681         }
3682         return (0);
3683 }
3684
3685 static boolean_t
3686 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3687 {
3688         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3689         int error;
3690
3691         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3692
3693         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3694         if (error == ENOSPC) {
3695                 ztest_record_enospc(FTAG);
3696                 return (B_FALSE);
3697         }
3698         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3699                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3700                     snapname, error);
3701         }
3702         return (B_TRUE);
3703 }
3704
3705 static boolean_t
3706 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3707 {
3708         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3709         int error;
3710
3711         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3712             (u_longlong_t)id);
3713
3714         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3715         if (error != 0 && error != ENOENT)
3716                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3717         return (B_TRUE);
3718 }
3719
3720 /* ARGSUSED */
3721 void
3722 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3723 {
3724         ztest_ds_t *zdtmp;
3725         int iters;
3726         int error;
3727         objset_t *os, *os2;
3728         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3729         zilog_t *zilog;
3730         int i;
3731
3732         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3733
3734         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3735
3736         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3737             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3738
3739         /*
3740          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3741          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3742          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3743          */
3744         if (ztest_random(2) == 0 &&
3745             ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
3746             B_TRUE, FTAG, &os) == 0) {
3747                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3748                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3749                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3750                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
3751                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
3752         }
3753
3754         /*
3755          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3756          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3757          * and all of its snapshots.
3758          */
3759         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3760             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3761
3762         /*
3763          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3764          */
3765         VERIFY3U(ENOENT, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3766             B_TRUE, FTAG, &os));
3767
3768         /*
3769          * Verify that we can create a new dataset.
3770          */
3771         error = ztest_dataset_create(name);
3772         if (error) {
3773                 if (error == ENOSPC) {
3774                         ztest_record_enospc(FTAG);
3775                         goto out;
3776                 }
3777                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3778         }
3779
3780         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, B_TRUE,
3781             FTAG, &os));
3782
3783         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3784
3785         /*
3786          * Open the intent log for it.
3787          */
3788         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3789
3790         /*
3791          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3792          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3793          */
3794         iters = ztest_random(5);
3795         for (i = 0; i < iters; i++) {
3796                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3797                 if (ztest_random(iters) == 0)
3798                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3799         }
3800
3801         /*
3802          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3803          */
3804         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3805             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL, NULL));
3806
3807         /*
3808          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3809          */
3810         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3811         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3812
3813         /*
3814          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3815          */
3816         VERIFY3U(EBUSY, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER,
3817             B_FALSE, B_TRUE, FTAG, &os2));
3818
3819         zil_close(zilog);
3820         txg_wait_synced(spa_get_dsl(os->os_spa), 0);
3821         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
3822         ztest_zd_fini(zdtmp);
3823 out:
3824         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3825
3826         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3827 }
3828
3829 /*
3830  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3831  */
3832 void
3833 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3834 {
3835         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3836         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3837         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3838         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3839 }
3840
3841 /*
3842  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3843  */
3844 void
3845 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3846 {
3847         char *snap1name;
3848         char *clone1name;
3849         char *snap2name;
3850         char *clone2name;
3851         char *snap3name;
3852         int error;
3853
3854         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3855         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3856         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3857         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3858         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3859
3860         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3861             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3862         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3863             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3864         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3865             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3866         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3867             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3868         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3869             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3870
3871         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3872         if (error && error != ENOENT)
3873                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3874         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3875         if (error && error != ENOENT)
3876                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3877         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3878         if (error && error != ENOENT)
3879                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3880         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3881         if (error && error != ENOENT)
3882                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3883         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3884         if (error && error != ENOENT)
3885                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3886
3887         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3888         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3889         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3890         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3891         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3896  */
3897 void
3898 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3899 {
3900         objset_t *os;
3901         char *snap1name;
3902         char *clone1name;
3903         char *snap2name;
3904         char *clone2name;
3905         char *snap3name;
3906         char *osname = zd->zd_name;
3907         int error;
3908
3909         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3910         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3911         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3912         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3913         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3914
3915         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3916
3917         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3918
3919         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3920             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3921         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3922             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3923         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3924             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3925         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3926             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3927         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3928             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3929
3930         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3931         if (error && error != EEXIST) {
3932                 if (error == ENOSPC) {
3933                         ztest_record_enospc(FTAG);
3934                         goto out;
3935                 }
3936                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3937         }
3938
3939         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3940         if (error) {
3941                 if (error == ENOSPC) {
3942                         ztest_record_enospc(FTAG);
3943                         goto out;
3944                 }
3945                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3946         }
3947
3948         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3949         if (error && error != EEXIST) {
3950                 if (error == ENOSPC) {
3951                         ztest_record_enospc(FTAG);
3952                         goto out;
3953                 }
3954                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3955         }
3956
3957         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3958         if (error && error != EEXIST) {
3959                 if (error == ENOSPC) {
3960                         ztest_record_enospc(FTAG);
3961                         goto out;
3962                 }
3963                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3964         }
3965
3966         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3967         if (error) {
3968                 if (error == ENOSPC) {
3969                         ztest_record_enospc(FTAG);
3970                         goto out;
3971                 }
3972                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3973         }
3974
3975         error = ztest_dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE,
3976             FTAG, &os);
3977         if (error)
3978                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3979         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3980         if (error == ENOSPC) {
3981                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
3982                 ztest_record_enospc(FTAG);
3983                 goto out;
3984         }
3985         if (error != EBUSY)
3986                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3987                     error);
3988         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
3989
3990 out:
3991         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3992
3993         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3994
3995         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3996         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3997         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3998         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3999         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4000 }
4001
4002 #undef OD_ARRAY_SIZE
4003 #define OD_ARRAY_SIZE   4
4004
4005 /*
4006  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4007  */
4008 void
4009 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4010 {
4011         ztest_od_t *od;
4012         int batchsize;
4013         int size;
4014         int b;
4015
4016         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4017         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4018         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
4019
4020         for (b = 0; b < batchsize; b++)
4021                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4022                     0, 0, 0);
4023
4024         /*
4025          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4026          * and do some I/O on the new objects.
4027          */
4028         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
4029                 return;
4030
4031         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4032                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4033                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4034
4035         umem_free(od, size);
4036 }
4037
4038 #undef OD_ARRAY_SIZE
4039 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4040
4041 /*
4042  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4043  */
4044 void
4045 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4046 {
4047         int size;
4048         ztest_od_t *od;
4049
4050         objset_t *os = zd->zd_os;
4051         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4052         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4053         dmu_tx_t *tx;
4054         int i, freeit, error;
4055         uint64_t n, s, txg;
4056         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4057         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4058         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4059         uint64_t regions = 997;
4060         uint64_t stride = 123456789ULL;
4061         uint64_t width = 40;
4062         int free_percent = 5;
4063
4064         /*
4065          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4066          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4067          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4068          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4069          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4070          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4071          *
4072          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4073          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4074          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4075          *
4076          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4077          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4078          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4079          *
4080          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4081          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4082          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4083          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4084          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4085          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4086          */
4087
4088         /*
4089          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4090          */
4091         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
4092         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4093             chunksize);
4094
4095         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4096                 umem_free(od, size);
4097                 return;
4098         }
4099
4100         bigobj = od[0].od_object;
4101         packobj = od[1].od_object;
4102         chunksize = od[0].od_gen;
4103         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4104
4105         /*
4106          * Prefetch a random chunk of the big object.
4107          * Our aim here is to get some async reads in flight
4108          * for blocks that we may free below; the DMU should
4109          * handle this race correctly.
4110          */
4111         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4112         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4113         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4114             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4115
4116         /*
4117          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4118          */
4119         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4120         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4121
4122         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4123         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4124
4125         bigoff = n * chunksize;
4126         bigsize = s * chunksize;
4127
4128         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4129         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4130
4131         /*
4132          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4133          * overwriting it.
4134          */
4135         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4136
4137         /*
4138          * Read the current contents of our objects.
4139          */
4140         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4141             DMU_READ_PREFETCH);
4142         ASSERT0(error);
4143         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4144             DMU_READ_PREFETCH);
4145         ASSERT0(error);
4146
4147         /*
4148          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4149          */
4150         tx = dmu_tx_create(os);
4151
4152         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4153
4154         if (freeit)
4155                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4156         else
4157                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4158
4159         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4160         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4161
4162         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4163         if (txg == 0) {
4164                 umem_free(packbuf, packsize);
4165                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4166                 umem_free(od, size);
4167                 return;
4168         }
4169
4170         enum zio_checksum cksum;
4171         do {
4172                 cksum = (enum zio_checksum)
4173                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4174         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4175         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4176
4177         enum zio_compress comp;
4178         do {
4179                 comp = (enum zio_compress)
4180                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4181         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4182         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4183
4184         /*
4185          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4186          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4187          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4188          * with the new values we want to write out.
4189          */
4190         for (i = 0; i < s; i++) {
4191                 /* LINTED */
4192                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4193                 /* LINTED */
4194                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4195                 /* LINTED */
4196                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4197
4198                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4199                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4200
4201                 if (pack->bw_txg > txg)
4202                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4203                             pack->bw_txg, txg);
4204
4205                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4206                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4207                             pack->bw_index, n, i);
4208
4209                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4210                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4211
4212                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4213                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4214
4215                 if (freeit) {
4216                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4217                 } else {
4218                         pack->bw_index = n + i;
4219                         pack->bw_txg = txg;
4220                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4221                 }
4222                 *bigH = *pack;
4223                 *bigT = *pack;
4224         }
4225
4226         /*
4227          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4228          * Now write them out.
4229          */
4230         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4231
4232         if (freeit) {
4233                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4234                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4235                             " txg %llx\n",
4236                             (u_longlong_t)bigoff,
4237                             (u_longlong_t)bigsize,
4238                             (u_longlong_t)txg);
4239                 }
4240                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4241         } else {
4242                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4243                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4244                             " txg %llx\n",
4245                             (u_longlong_t)bigoff,
4246                             (u_longlong_t)bigsize,
4247                             (u_longlong_t)txg);
4248                 }
4249                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4250         }
4251
4252         dmu_tx_commit(tx);
4253
4254         /*
4255          * Sanity check the stuff we just wrote.
4256          */
4257         {
4258                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4259                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4260
4261                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4262                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4263                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4264                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4265
4266                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4267                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4268
4269                 umem_free(packcheck, packsize);
4270                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4271         }
4272
4273         umem_free(packbuf, packsize);
4274         umem_free(bigbuf, bigsize);
4275         umem_free(od, size);
4276 }
4277
4278 void
4279 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4280     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4281 {
4282         uint64_t i;
4283         bufwad_t *pack;
4284         bufwad_t *bigH;
4285         bufwad_t *bigT;
4286
4287         /*
4288          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4289          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4290          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4291          * with the new values we want to write out.
4292          */
4293         for (i = 0; i < s; i++) {
4294                 /* LINTED */
4295                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4296                 /* LINTED */
4297                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4298                 /* LINTED */
4299                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4300
4301                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4302                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4303
4304                 if (pack->bw_txg > txg)
4305                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4306                             pack->bw_txg, txg);
4307
4308                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4309                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4310                             pack->bw_index, n, i);
4311
4312                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4313                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4314
4315                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4316                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4317
4318                 pack->bw_index = n + i;
4319                 pack->bw_txg = txg;
4320                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4321
4322                 *bigH = *pack;
4323                 *bigT = *pack;
4324         }
4325 }
4326
4327 #undef OD_ARRAY_SIZE
4328 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4329
4330 void
4331 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4332 {
4333         objset_t *os = zd->zd_os;
4334         ztest_od_t *od;
4335         dmu_tx_t *tx;
4336         uint64_t i;
4337         int error;
4338         int size;
4339         uint64_t n, s, txg;
4340         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4341         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4342         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4343         uint64_t chunksize = blocksize;
4344         uint64_t regions = 997;
4345         uint64_t stride = 123456789ULL;
4346         uint64_t width = 9;
4347         dmu_buf_t *bonus_db;
4348         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4349         dmu_object_info_t doi;
4350
4351         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4352         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4353
4354         /*
4355          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4356          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4357          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4358          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4359          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4360          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4361          *
4362          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4363          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4364          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4365          *
4366          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4367          * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() can be tested for object updates.
4368          */
4369
4370         /*
4371          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4372          */
4373         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4374         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4375             chunksize);
4376
4377
4378         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4379                 umem_free(od, size);
4380                 return;
4381         }
4382
4383         bigobj = od[0].od_object;
4384         packobj = od[1].od_object;
4385         blocksize = od[0].od_blocksize;
4386         chunksize = blocksize;
4387         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4388
4389         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4390         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4391         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4392         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4393
4394         /*
4395          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4396          */
4397         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4398         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4399
4400         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4401         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4402
4403         bigoff = n * chunksize;
4404         bigsize = s * chunksize;
4405
4406         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4407         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4408
4409         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4410
4411         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4412
4413         /*
4414          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4415          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4416          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4417          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4418          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4419          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4420          * Iteration 6 one more zcopy write.
4421          */
4422         for (i = 0; i < 7; i++) {
4423                 uint64_t j;
4424                 uint64_t off;
4425
4426                 /*
4427                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4428                  * that don't match bigobj blksz to test
4429                  * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() when it can't directly
4430                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4431                  */
4432                 for (j = 0; j < s; j++) {
4433                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4434                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4435                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4436                         } else {
4437                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4438                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4439                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4440                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4441                         }
4442                 }
4443
4444                 /*
4445                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4446                  */
4447                 tx = dmu_tx_create(os);
4448
4449                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4450                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4451
4452                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4453                 if (txg == 0) {
4454                         umem_free(packbuf, packsize);
4455                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4456                         for (j = 0; j < s; j++) {
4457                                 if (i != 5 ||
4458                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4459                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4460                                 } else {
4461                                         dmu_return_arcbuf(
4462                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4463                                         dmu_return_arcbuf(
4464                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4465                                 }
4466                         }
4467                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4468                         umem_free(od, size);
4469                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4470                         return;
4471                 }
4472
4473                 /*
4474                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4475                  * test dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() for the case when there are
4476                  * no existing dbufs for the specified offsets.
4477                  */
4478                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4479                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4480                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4481                         ASSERT0(error);
4482                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4483                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4484                         ASSERT0(error);
4485                 }
4486                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4487                     n, chunksize, txg);
4488
4489                 /*
4490                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4491                  * Now write them out.
4492                  */
4493                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4494                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4495                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4496                             " txg %llx\n",
4497                             (u_longlong_t)bigoff,
4498                             (u_longlong_t)bigsize,
4499                             (u_longlong_t)txg);
4500                 }
4501                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4502                         dmu_buf_t *dbt;
4503                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4504                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4505                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4506                         } else {
4507                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4508                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4509                                     chunksize / 2);
4510                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4511                                     chunksize / 2,
4512                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4513                                     chunksize / 2);
4514                         }
4515
4516                         if (i == 1) {
4517                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4518                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4519                         }
4520                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4521                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4522                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4523                         } else {
4524                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4525                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4526                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
4527                                     off + chunksize / 2,
4528                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4529                         }
4530                         if (i == 1) {
4531                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4532                         }
4533                 }
4534                 dmu_tx_commit(tx);
4535
4536                 /*
4537                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4538                  */
4539                 {
4540                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4541                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4542
4543                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4544                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4545                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4546                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4547
4548                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4549                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4550
4551                         umem_free(packcheck, packsize);
4552                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4553                 }
4554                 if (i == 2) {
4555                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4556                 } else if (i == 3) {
4557                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4558                 }
4559         }
4560
4561         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4562         umem_free(packbuf, packsize);
4563         umem_free(bigbuf, bigsize);
4564         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4565         umem_free(od, size);
4566 }
4567
4568 /* ARGSUSED */
4569 void
4570 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4571 {
4572         ztest_od_t *od;
4573
4574         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4575         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4576             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4577
4578         /*
4579          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4580          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4581          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4582          */
4583         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4584
4585         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4586                 return;
4587
4588         while (ztest_random(10) != 0)
4589                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4590
4591         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4592 }
4593
4594 void
4595 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4596 {
4597         ztest_od_t *od;
4598         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4599             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4600         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4601         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4602         void *data;
4603
4604         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4605
4606         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4607
4608         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4609             !ztest_random(2)) != 0) {
4610                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4611                 return;
4612         }
4613
4614         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4615                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4616                 return;
4617         }
4618
4619         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4620
4621         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4622
4623         while (ztest_random(count) != 0) {
4624                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4625                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4626                     data) != 0)
4627                         break;
4628                 while (ztest_random(4) != 0)
4629                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4630         }
4631
4632         umem_free(data, blocksize);
4633         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4634 }
4635
4636 /*
4637  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4638  */
4639 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4640 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4641 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4642
4643 void
4644 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4645 {
4646         objset_t *os = zd->zd_os;
4647         ztest_od_t *od;
4648         uint64_t object;
4649         uint64_t txg, last_txg;
4650         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4651         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4652         int i, ints;
4653         dmu_tx_t *tx;
4654         char propname[100], txgname[100];
4655         int error;
4656         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4657
4658         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4659         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4660
4661         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4662             !ztest_random(2)) != 0)
4663                 goto out;
4664
4665         object = od->od_object;
4666
4667         /*
4668          * Generate a known hash collision, and verify that
4669          * we can lookup and remove both entries.
4670          */
4671         tx = dmu_tx_create(os);
4672         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4673         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4674         if (txg == 0)
4675                 goto out;
4676         for (i = 0; i < 2; i++) {
4677                 value[i] = i;
4678                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4679                     1, &value[i], tx));
4680         }
4681         for (i = 0; i < 2; i++) {
4682                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4683                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4684                 VERIFY3U(0, ==,
4685                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4686                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4687                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4688         }
4689         for (i = 0; i < 2; i++) {
4690                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4691         }
4692         dmu_tx_commit(tx);
4693
4694         /*
4695          * Generate a buch of random entries.
4696          */
4697         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4698
4699         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4700         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4701         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4702         bzero(value, sizeof (value));
4703         last_txg = 0;
4704
4705         /*
4706          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4707          */
4708         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4709         if (error == 0) {
4710                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4711                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4712
4713                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4714                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4715
4716                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4717                     &zl_ints) == 0);
4718
4719                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4720                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4721
4722                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4723                     zl_ints, value) == 0);
4724
4725                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4726                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4727                 }
4728         } else {
4729                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4730         }
4731
4732         /*
4733          * Atomically update two entries in our zap object.
4734          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4735          * in which the property was last updated.  The second
4736          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4737          * should be txg + object + n.
4738          */
4739         tx = dmu_tx_create(os);
4740         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4741         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4742         if (txg == 0)
4743                 goto out;
4744
4745         if (last_txg > txg)
4746                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4747
4748         for (i = 0; i < ints; i++)
4749                 value[i] = txg + object + i;
4750
4751         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4752             1, &txg, tx));
4753         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4754             ints, value, tx));
4755
4756         dmu_tx_commit(tx);
4757
4758         /*
4759          * Remove a random pair of entries.
4760          */
4761         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4762         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4763         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4764
4765         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4766
4767         if (error == ENOENT)
4768                 goto out;
4769
4770         ASSERT0(error);
4771
4772         tx = dmu_tx_create(os);
4773         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4774         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4775         if (txg == 0)
4776                 goto out;
4777         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4778         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4779         dmu_tx_commit(tx);
4780 out:
4781         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4782 }
4783
4784 /*
4785  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4786  */
4787 void
4788 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4789 {
4790         objset_t *os = zd->zd_os;
4791         ztest_od_t *od;
4792         uint64_t object, txg;
4793         int i;
4794
4795         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4796         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4797
4798         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4799             !ztest_random(2)) != 0)
4800                 goto out;
4801         object = od->od_object;
4802
4803         /*
4804          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4805          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4806          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4807          */
4808         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4809                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4810                 uint64_t value = i;
4811                 dmu_tx_t *tx;
4812                 int error;
4813
4814                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4815                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4816
4817                 tx = dmu_tx_create(os);
4818                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4819                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4820                 if (txg == 0)
4821                         goto out;
4822                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4823                     &value, tx);
4824                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4825                 dmu_tx_commit(tx);
4826         }
4827 out:
4828         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4829 }
4830
4831 /* ARGSUSED */
4832 void
4833 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4834 {
4835         objset_t *os = zd->zd_os;
4836         ztest_od_t *od;
4837         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4838         dmu_tx_t *tx;
4839         int i, namelen, error;
4840         int micro = ztest_random(2);
4841         char name[20], string_value[20];
4842         void *data;
4843
4844         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4845         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4846
4847         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4848                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4849                 return;
4850         }
4851
4852         object = od->od_object;
4853
4854         /*
4855          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4856          * x is a random printable character and the dots are dots.
4857          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4858          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4859          */
4860         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4861
4862         for (i = 0; i < 3; i++)
4863                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4864         for (; i < namelen - 1; i++)
4865                 name[i] = '.';
4866         name[i] = '\0';
4867
4868         if ((namelen & 1) || micro) {
4869                 wsize = sizeof (txg);
4870                 wc = 1;
4871                 data = &txg;
4872         } else {
4873                 wsize = 1;
4874                 wc = namelen;
4875                 data = string_value;
4876         }
4877
4878         count = -1ULL;
4879         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4880         ASSERT(count != -1ULL);
4881
4882         /*
4883          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4884          */
4885         i = ztest_random(5);
4886
4887         if (i >= 2) {
4888                 tx = dmu_tx_create(os);
4889                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4890                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4891                 if (txg == 0) {
4892                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4893                         return;
4894                 }
4895                 bcopy(name, string_value, namelen);
4896         } else {
4897                 tx = NULL;
4898                 txg = 0;
4899                 bzero(string_value, namelen);
4900         }
4901
4902         switch (i) {
4903
4904         case 0:
4905                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4906                 if (error == 0) {
4907                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4908                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4909                 } else {
4910                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4911                 }
4912                 break;
4913
4914         case 1:
4915                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4916                 if (error == 0) {
4917                         if (data == string_value &&
4918                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4919                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4920                                     name, data, namelen);
4921                 } else {
4922                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4923                 }
4924                 break;
4925
4926         case 2:
4927                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4928                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4929                 break;
4930
4931         case 3:
4932                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4933                 break;
4934
4935         case 4:
4936                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4937                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4938                 break;
4939         }
4940
4941         if (tx != NULL)
4942                 dmu_tx_commit(tx);
4943
4944         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4945 }
4946
4947 /*
4948  * Commit callback data.
4949  */
4950 typedef struct ztest_cb_data {
4951         list_node_t             zcd_node;
4952         uint64_t                zcd_txg;
4953         int                     zcd_expected_err;
4954         boolean_t               zcd_added;
4955         boolean_t               zcd_called;
4956         spa_t                   *zcd_spa;
4957 } ztest_cb_data_t;
4958
4959 /* This is the actual commit callback function */
4960 static void
4961 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4962 {
4963         ztest_cb_data_t *data = arg;
4964         uint64_t synced_txg;
4965
4966         VERIFY(data != NULL);
4967         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4968         VERIFY(!data->zcd_called);
4969
4970         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4971         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4972                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4973                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4974                     synced_txg);
4975
4976         data->zcd_called = B_TRUE;
4977
4978         if (error == ECANCELED) {
4979                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4980                 ASSERT(!data->zcd_added);
4981
4982                 /*
4983                  * The private callback data should be destroyed here, but
4984                  * since we are going to check the zcd_called field after
4985                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4986                  */
4987                 return;
4988         }
4989
4990         ASSERT(data->zcd_added);
4991         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4992
4993         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4994
4995         /* See if this cb was called more quickly */
4996         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4997                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4998
4999         /* Remove our callback from the list */
5000         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5001
5002         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5003
5004         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5005 }
5006
5007 /* Allocate and initialize callback data structure */
5008 static ztest_cb_data_t *
5009 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5010 {
5011         ztest_cb_data_t *cb_data;
5012
5013         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5014
5015         cb_data->zcd_txg = txg;
5016         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5017         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
5018
5019         return (cb_data);
5020 }
5021
5022 /*
5023  * Commit callback test.
5024  */
5025 void
5026 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5027 {
5028         objset_t *os = zd->zd_os;
5029         ztest_od_t *od;
5030         dmu_tx_t *tx;
5031         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5032         uint64_t old_txg, txg;
5033         int i, error = 0;
5034
5035         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5036         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5037
5038         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5039                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5040                 return;
5041         }
5042
5043         tx = dmu_tx_create(os);
5044
5045         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5046         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5047
5048         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5049
5050         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5051         if (ztest_random(100) == 0)
5052                 error = -1;
5053
5054         if (!error)
5055                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5056
5057         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5058
5059         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5060         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5061         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5062
5063         if (error) {
5064                 /*
5065                  * It's not a strict requirement to call the registered
5066                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5067                  * it's supposed to happen in the current implementation
5068                  * so we will check for that.
5069                  */
5070                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5071                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5072                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5073                 }
5074
5075                 dmu_tx_abort(tx);
5076
5077                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5078                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5079                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5080                 }
5081
5082                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5083                 return;
5084         }
5085
5086         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5087         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5088
5089         /*
5090          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5091          */
5092         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5093             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5094
5095         if (old_txg > txg)
5096                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
5097                     old_txg, txg);
5098
5099         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5100
5101         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5102
5103         /*
5104          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5105          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5106          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5107          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5108          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5109          * implementation.
5110          *
5111          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5112          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5113          * implementation bug..
5114          */
5115         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5116         if (tmp_cb != NULL &&
5117             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5118                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
5119                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
5120         }
5121
5122         /*
5123          * Let's find the place to insert our callbacks.
5124          *
5125          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5126          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5127          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5128          * (from other objsets) may have sneaked in.
5129          */
5130         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5131         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5132                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5133
5134         /* Add the 3 callbacks to the list */
5135         for (i = 0; i < 3; i++) {
5136                 if (tmp_cb == NULL)
5137                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5138                 else
5139                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5140                             cb_data[i]);
5141
5142                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5143                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5144
5145                 tmp_cb = cb_data[i];
5146         }
5147
5148         zc_cb_counter += 3;
5149
5150         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5151
5152         dmu_tx_commit(tx);
5153
5154         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5155 }
5156
5157 /*
5158  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5159  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5160  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5161  */
5162 /* ARGSUSED */
5163 void
5164 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5165 {
5166         objset_t *os = zd->zd_os;
5167         uint64_t obj;
5168         int err = 0;
5169
5170         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5171                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5172                 dmu_object_info_t doi;
5173                 dmu_buf_t *db;
5174
5175                 ztest_object_lock(zd, obj, RL_READER);
5176                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0) {
5177                         ztest_object_unlock(zd, obj);
5178                         continue;
5179                 }
5180
5181                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5182                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5183                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5184
5185                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5186                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5187                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5188                             bt->bt_crtxg);
5189                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5190                 }
5191
5192                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5193                 ztest_object_unlock(zd, obj);
5194         }
5195 }
5196
5197 /* ARGSUSED */
5198 void
5199 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5200 {
5201         zfs_prop_t proplist[] = {
5202                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5203                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5204                 ZFS_PROP_COPIES,
5205                 ZFS_PROP_DEDUP
5206         };
5207         int p;
5208
5209         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5210
5211         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5212                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5213                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5214
5215         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5216             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5217
5218         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5219 }
5220
5221 /* ARGSUSED */
5222 void
5223 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5224 {
5225         nvlist_t *props = NULL;
5226
5227         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5228
5229         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5230             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5231
5232         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5233
5234         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5235                 dump_nvlist(props, 4);
5236
5237         nvlist_free(props);
5238
5239         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5240 }
5241
5242 static int
5243 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5244 {
5245         nvlist_t *snaps, *holds;
5246         int error;
5247
5248         snaps = fnvlist_alloc();
5249         holds = fnvlist_alloc();
5250         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5251         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5252         fnvlist_free(holds);
5253         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5254         fnvlist_free(snaps);
5255         return (error);
5256 }
5257
5258 /*
5259  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5260  */
5261 void
5262 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5263 {
5264         int error;
5265         objset_t *os = zd->zd_os;
5266         objset_t *origin;
5267         char snapname[100];
5268         char fullname[100];
5269         char clonename[100];
5270         char tag[100];
5271         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5272         nvlist_t *holds;
5273
5274         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5275
5276         dmu_objset_name(os, osname);
5277
5278         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5279             (u_longlong_t)id);
5280         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5281         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5282             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5283         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5284
5285         /*
5286          * Clean up from any previous run.
5287          */
5288         error = dsl_destroy_head(clonename);
5289         if (error != ENOENT)
5290                 ASSERT0(error);
5291         error = user_release_one(fullname, tag);
5292         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5293                 ASSERT0(error);
5294         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5295         if (error != ENOENT)
5296                 ASSERT0(error);
5297
5298         /*
5299          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5300          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5301          */
5302         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5303         if (error) {
5304                 if (error == ENOSPC) {
5305                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5306                         goto out;
5307                 }
5308                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5309         }
5310
5311         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5312         if (error) {
5313                 if (error == ENOSPC) {
5314                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5315                         goto out;
5316                 }
5317                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5318         }
5319
5320         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5321         if (error) {
5322                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5323                     fullname, error);
5324         }
5325
5326         error = dsl_destroy_head(clonename);
5327         if (error)
5328                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5329
5330         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5331         if (error != ENOENT)
5332                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5333
5334         /*
5335          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5336          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5337          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5338          */
5339         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5340         if (error) {
5341                 if (error == ENOSPC) {
5342                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5343                         goto out;
5344                 }
5345                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5346         }
5347
5348         holds = fnvlist_alloc();
5349         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5350         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5351         fnvlist_free(holds);
5352
5353         if (error == ENOSPC) {
5354                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5355                 goto out;
5356         } else if (error) {
5357                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5358                     fullname, tag, error);
5359         }
5360
5361         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5362         if (error != EBUSY) {
5363                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5364                     fullname, error);
5365         }
5366
5367         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5368         if (error) {
5369                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5370                     fullname, error);
5371         }
5372
5373         error = user_release_one(fullname, tag);
5374         if (error)
5375                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5376
5377         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5378
5379 out:
5380         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5381 }
5382
5383 /*
5384  * Inject random faults into the on-disk data.
5385  */
5386 /* ARGSUSED */
5387 void
5388 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5389 {
5390         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5391         spa_t *spa = ztest_spa;
5392         int fd;
5393         uint64_t offset;
5394         uint64_t leaves;
5395         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5396         uint64_t top, leaf;
5397         char *path0;
5398         char *pathrand;
5399         size_t fsize;
5400         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5401         int iters = 1000;
5402         int maxfaults;
5403         int mirror_save;
5404         vdev_t *vd0 = NULL;
5405         uint64_t guid0 = 0;
5406         boolean_t islog = B_FALSE;
5407
5408         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5409         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5410
5411         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5412         maxfaults = MAXFAULTS();
5413         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5414         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5415         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5416
5417         ASSERT(leaves >= 1);
5418
5419         /*
5420          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5421          * which don't like to have their vdevs changed while
5422          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5423          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5424          */
5425         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5426
5427         /*
5428          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5429          */
5430         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5431
5432         if (ztest_random(2) == 0) {
5433                 /*
5434                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5435                  */
5436                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5437                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5438
5439                 /*
5440                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5441                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5442                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5443                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5444                  */
5445                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5446                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5447                     top * leaves + zs->zs_splits);
5448                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5449                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5450                     top * leaves + leaf);
5451
5452                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5453                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5454                         islog = B_TRUE;
5455
5456                 /*
5457                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5458                  * then we only allow faults on the device that is
5459                  * resilvering.
5460                  */
5461                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5462                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5463                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5464                         /*
5465                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5466                          * or unwriteable, or reach behind its back
5467                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5468                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5469                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5470                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5471                          * combination of this with injection of random data
5472                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5473                          */
5474                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5475
5476                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5477                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5478                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5479                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5480                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5481                         } else {
5482                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5483                         }
5484                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5485                 }
5486         } else {
5487                 /*
5488                  * Inject errors on an l2cache device.
5489                  */
5490                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5491
5492                 if (sav->sav_count == 0) {
5493                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5494                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5495                         goto out;
5496                 }
5497                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5498                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5499                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5500                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5501
5502                 leaf = 0;
5503                 leaves = 1;
5504                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5505         }
5506
5507         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5508         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5509
5510         /*
5511          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5512          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5513          */
5514         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5515                 if (ztest_random(10) < 6) {
5516                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5517                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5518
5519                         /*
5520                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5521                          * prevent a race between offlining a slog and
5522                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5523                          * grab a reference on the dataset which may cause
5524                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5525                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5526                          */
5527                         if (islog)
5528                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5529
5530                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5531
5532                         if (islog)
5533                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5534                 } else {
5535                         /*
5536                          * Ideally we would like to be able to randomly
5537                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5538                          * to force unpredictable failures but the side
5539                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5540                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5541                          * prevent a race between injection testing and
5542                          * aux_vdev removal.
5543                          */
5544                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5545                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5546                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5547                 }
5548         }
5549
5550         if (maxfaults == 0)
5551                 goto out;
5552
5553         /*
5554          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5555          */
5556         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5557
5558         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5559                 goto out;
5560
5561         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5562
5563         while (--iters != 0) {
5564                 /*
5565                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5566                  * we do not inject a given logical block with errors
5567                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5568                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5569                  *
5570                  * We divide each leaf into chunks of size
5571                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5572                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5573                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5574                  * The error injection ranges are separated by ranges
5575                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5576                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5577                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5578                  * a target in two different injection ranges (on different
5579                  * leaf vdevs).
5580                  *
5581                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5582                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5583                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5584                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5585                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5586                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5587                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5588                  */
5589                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5590                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5591                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5592
5593                 /*
5594                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5595                  *
5596                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5597                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5598                  * because we also damage (parts of) the other side of
5599                  * the mirror/raidz.
5600                  *
5601                  * Additionally, we will always have both an even and an
5602                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5603                  * middle of vdev_config_sync().
5604                  */
5605                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5606                         continue;
5607
5608                 /*
5609                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5610                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5611                  * sizeof (vdev_label_t).
5612                  */
5613                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5614                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5615                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5616                         continue;
5617
5618                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5619                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5620                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5621                         (void) close(fd);
5622                         goto out;
5623                 }
5624
5625                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5626                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5627                             offset, pathrand);
5628
5629                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5630
5631                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5632                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5633                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5634         }
5635
5636         (void) close(fd);
5637 out:
5638         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5639         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5640 }
5641
5642 /*
5643  * Verify that DDT repair works as expected.
5644  */
5645 void
5646 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5647 {
5648         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5649         spa_t *spa = ztest_spa;
5650         objset_t *os = zd->zd_os;
5651         ztest_od_t *od;
5652         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5653         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5654         dmu_buf_t *db;
5655         dmu_tx_t *tx;
5656         abd_t *abd;
5657         blkptr_t blk;
5658         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5659         int i;
5660
5661         blocksize = ztest_random_blocksize();
5662         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5663
5664         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5665         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5666
5667         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5668                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5669                 return;
5670         }
5671
5672         /*
5673          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5674          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5675          */
5676         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5677
5678         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5679             B_FALSE) != 0 ||
5680             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5681             B_FALSE) != 0) {
5682                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5683                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5684                 return;
5685         }
5686
5687         dmu_objset_stats_t dds;
5688         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5689         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5690         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5691
5692         object = od[0].od_object;
5693         blocksize = od[0].od_blocksize;
5694         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5695
5696         ASSERT(object != 0);
5697
5698         tx = dmu_tx_create(os);
5699         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5700         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5701         if (txg == 0) {
5702                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5703                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5704                 return;
5705         }
5706
5707         /*
5708          * Write all the copies of our block.
5709          */
5710         for (i = 0; i < copies; i++) {
5711                 uint64_t offset = i * blocksize;
5712                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5713                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5714                 if (error != 0) {
5715                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5716                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5717                 }
5718                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5719                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5720                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5721                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5722                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5723                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5724                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5725         }
5726
5727         dmu_tx_commit(tx);
5728         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5729
5730         /*
5731          * Find out what block we got.
5732          */
5733         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5734             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5735         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5736         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5737
5738         /*
5739          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5740          */
5741         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5742         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5743         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5744
5745         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5746             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5747             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5748
5749         abd_free(abd);
5750
5751         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5752         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5753 }
5754
5755 /*
5756  * Scrub the pool.
5757  */
5758 /* ARGSUSED */
5759 void
5760 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5761 {
5762         spa_t *spa = ztest_spa;
5763
5764         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5765         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5766         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5767 }
5768
5769 /*
5770  * Change the guid for the pool.
5771  */
5772 /* ARGSUSED */
5773 void
5774 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5775 {
5776         spa_t *spa = ztest_spa;
5777         uint64_t orig, load;
5778         int error;
5779
5780         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
5781                 return;
5782
5783         orig = spa_guid(spa);
5784         load = spa_load_guid(spa);
5785
5786         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5787         error = spa_change_guid(spa);
5788         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5789
5790         if (error != 0)
5791                 return;
5792
5793         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5794                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5795                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5796         }
5797
5798         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5799         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5800 }
5801
5802 /*
5803  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5804  */
5805 /* ARGSUSED */
5806 void
5807 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5808 {
5809         char *oldname, *newname;
5810         spa_t *spa;
5811
5812         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
5813                 return;
5814
5815         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5816
5817         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5818         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5819         (void) strcpy(newname, oldname);
5820         (void) strcat(newname, "_tmp");
5821
5822         /*
5823          * Do the rename
5824          */
5825         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5826
5827         /*
5828          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5829          */
5830         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5831
5832         /*
5833          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5834          */
5835         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5836
5837         ASSERT(spa == ztest_spa);
5838         spa_close(spa, FTAG);
5839
5840         /*
5841          * Rename it back to the original
5842          */
5843         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5844
5845         /*
5846          * Make sure it can still be opened
5847          */
5848         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5849
5850         ASSERT(spa == ztest_spa);
5851         spa_close(spa, FTAG);
5852
5853         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5854
5855         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5856 }
5857
5858 void
5859 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5860 {
5861         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5862
5863         while (gethrtime() <= end) {
5864                 int run_count = 100;
5865                 void *buf;
5866                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
5867                 uint32_t size;
5868                 int *ptr;
5869                 int i;
5870                 zio_cksum_t zc_ref;
5871                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
5872
5873                 size = ztest_random_blocksize();
5874
5875                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5876                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
5877                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
5878
5879                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5880                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5881
5882                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
5883                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
5884
5885                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5886                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5887                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
5888
5889                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5890                 while (run_count-- > 0) {
5891                         zio_cksum_t zc;
5892                         zio_cksum_t zc_byteswap;
5893
5894                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
5895                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
5896
5897                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5898                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5899                             sizeof (zc_byteswap)));
5900
5901                         /* Test ABD - data */
5902                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
5903                             &zc_byteswap);
5904                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
5905
5906                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5907                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5908                             sizeof (zc_byteswap)));
5909
5910                         /* Test ABD - metadata */
5911                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
5912                             &zc_byteswap);
5913                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
5914
5915                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5916                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5917                             sizeof (zc_byteswap)));
5918
5919                 }
5920
5921                 umem_free(buf, size);
5922                 abd_free(abd_data);
5923                 abd_free(abd_meta);
5924         }
5925 }
5926
5927 void
5928 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5929 {
5930         void *buf;
5931         size_t size;
5932         int *ptr;
5933         int i;
5934         zio_cksum_t zc_ref;
5935         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
5936
5937         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5938
5939         while (gethrtime() <= end) {
5940                 int run_count = 100;
5941
5942                 size = ztest_random_blocksize();
5943                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5944
5945                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5946                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5947
5948                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5949                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5950                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
5951
5952                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5953
5954                 while (run_count-- > 0) {
5955                         zio_cksum_t zc;
5956                         zio_cksum_t zc_bswap;
5957                         size_t pos = 0;
5958
5959                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5960                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5961
5962                         while (pos < size) {
5963                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
5964                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
5965                                 if (ztest_random(100) < 10)
5966                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
5967                                             sizeof (uint32_t));
5968
5969                                 if (inc > (size - pos))
5970                                         inc = size - pos;
5971
5972                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
5973                                     &zc);
5974                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
5975                                     &zc_bswap);
5976
5977                                 pos += inc;
5978                         }
5979
5980                         VERIFY3U(pos, ==, size);
5981
5982                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5983                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5984
5985                         /*
5986                          * verify if incremental on the whole buffer is
5987                          * equivalent to non-incremental version
5988                          */
5989                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5990                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5991
5992                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
5993                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
5994
5995                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5996                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5997                 }
5998
5999                 umem_free(buf, size);
6000         }
6001 }
6002
6003 static int
6004 ztest_check_path(char *path)
6005 {
6006         struct stat s;
6007         /* return true on success */
6008         return (!stat(path, &s));
6009 }
6010
6011 static void
6012 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
6013 {
6014         char *zdb_path;
6015         /*
6016          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
6017          * let popen to search through PATH.
6018          */
6019         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
6020                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
6021                 if (!ztest_check_path(bin)) {
6022                         ztest_dump_core = 0;
6023                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
6024                 }
6025                 return;
6026         }
6027
6028         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
6029         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
6030                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
6031                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
6032                 if (ztest_check_path(bin))
6033                         return;
6034         }
6035         strcpy(bin, "zdb");
6036 }
6037
6038 /*
6039  * Verify pool integrity by running zdb.
6040  */
6041 static void
6042 ztest_run_zdb(char *pool)
6043 {
6044         int status;
6045         char *bin;
6046         char *zdb;
6047         char *zbuf;
6048         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
6049         FILE *fp;
6050
6051         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6052         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6053         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
6054
6055         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
6056
6057         (void) sprintf(zdb,
6058             "%s -bcc%s%s -G -d -U %s %s",
6059             bin,
6060             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
6061             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
6062             spa_config_path,
6063             pool);
6064
6065         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
6066                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
6067
6068         fp = popen(zdb, "r");
6069
6070         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
6071                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6072                         (void) printf("%s", zbuf);
6073
6074         status = pclose(fp);
6075
6076         if (status == 0)
6077                 goto out;
6078
6079         ztest_dump_core = 0;
6080         if (WIFEXITED(status))
6081                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
6082         else
6083                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
6084 out:
6085         umem_free(bin, len);
6086         umem_free(zdb, len);
6087         umem_free(zbuf, 1024);
6088 }
6089
6090 static void
6091 ztest_walk_pool_directory(char *header)
6092 {
6093         spa_t *spa = NULL;
6094
6095         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6096                 (void) printf("%s\n", header);
6097
6098         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6099         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
6100                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6101                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
6102         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6103 }
6104
6105 static void
6106 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
6107 {
6108         nvlist_t *config, *newconfig;
6109         uint64_t pool_guid;
6110         spa_t *spa;
6111         int error;
6112
6113         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6114                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
6115                     oldname, newname);
6116         }
6117
6118         /*
6119          * Clean up from previous runs.
6120          */
6121         (void) spa_destroy(newname);
6122
6123         /*
6124          * Get the pool's configuration and guid.
6125          */
6126         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6127
6128         /*
6129          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
6130          */
6131         if (ztest_random(2) == 0)
6132                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6133
6134         pool_guid = spa_guid(spa);
6135         spa_close(spa, FTAG);
6136
6137         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
6138
6139         /*
6140          * Export it.
6141          */
6142         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
6143
6144         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
6145
6146         /*
6147          * Try to import it.
6148          */
6149         newconfig = spa_tryimport(config);
6150         ASSERT(newconfig != NULL);
6151         nvlist_free(newconfig);
6152
6153         /*
6154          * Import it under the new name.
6155          */
6156         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
6157         if (error != 0) {
6158                 dump_nvlist(config, 0);
6159                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
6160                     oldname, newname, error);
6161         }
6162
6163         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
6164
6165         /*
6166          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
6167          */
6168         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
6169
6170         /*
6171          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
6172          */
6173         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
6174
6175         /*
6176          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
6177          */
6178         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6179
6180         /*
6181          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
6182          */
6183         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6184         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6185         spa_close(spa, FTAG);
6186
6187         nvlist_free(config);
6188 }
6189
6190 static void
6191 ztest_resume(spa_t *spa)
6192 {
6193         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6194                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6195         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6196         vdev_clear(spa, NULL);
6197         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6198         (void) zio_resume(spa);
6199 }
6200
6201 static void
6202 ztest_resume_thread(void *arg)
6203 {
6204         spa_t *spa = arg;
6205
6206         while (!ztest_exiting) {
6207                 if (spa_suspended(spa))
6208                         ztest_resume(spa);
6209                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6210
6211                 /*
6212                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6213                  */
6214                 if (ztest_random(10) == 0)
6215                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6216
6217                 /*
6218                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6219                  */
6220                 if (ztest_random(10) == 0)
6221                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6222         }
6223
6224         thread_exit();
6225 }
6226
6227 #define GRACE   300
6228
6229 #if 0
6230 static void
6231 ztest_deadman_alarm(int sig)
6232 {
6233         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
6234 }
6235 #endif
6236
6237 static void
6238 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6239 {
6240         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6241         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6242         hrtime_t functime = gethrtime();
6243         int i;
6244
6245         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6246                 zi->zi_func(zd, id);
6247
6248         functime = gethrtime() - functime;
6249
6250         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6251         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6252
6253         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6254                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6255                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6256 }
6257
6258 static void
6259 ztest_thread(void *arg)
6260 {
6261         int rand;
6262         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6263         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6264         uint64_t call_next;
6265         hrtime_t now;
6266         ztest_info_t *zi;
6267         ztest_shared_callstate_t *zc;
6268
6269         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6270                 /*
6271                  * See if it's time to force a crash.
6272                  */
6273                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6274                         ztest_kill(zs);
6275
6276                 /*
6277                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6278                  */
6279                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6280                         break;
6281
6282                 /*
6283                  * Pick a random function to execute.
6284                  */
6285                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6286                 zi = &ztest_info[rand];
6287                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6288                 call_next = zc->zc_next;
6289
6290                 if (now >= call_next &&
6291                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6292                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6293                         ztest_execute(rand, zi, id);
6294                 }
6295         }
6296
6297         thread_exit();
6298 }
6299
6300 static void
6301 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6302 {
6303         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6304 }
6305
6306 static void
6307 ztest_dataset_destroy(int d)
6308 {
6309         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6310         int t;
6311
6312         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6313
6314         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6315                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6316
6317         /*
6318          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6319          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6320          * so there may be more than one thing to clean up.
6321          */
6322         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6323             t += ztest_opts.zo_datasets)
6324                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6325
6326         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6327             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6328 }
6329
6330 static void
6331 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6332 {
6333         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6334
6335         /*
6336          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6337          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6338          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6339          * If not, we have an object leak.
6340          *
6341          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6342          * when the open-context and syncing-context values agree.
6343          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6344          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6345          */
6346         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6347         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6348         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6349 }
6350
6351 static int
6352 ztest_dataset_open(int d)
6353 {
6354         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6355         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6356         objset_t *os;
6357         zilog_t *zilog;
6358         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6359         int error;
6360
6361         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6362
6363         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
6364
6365         error = ztest_dataset_create(name);
6366         if (error == ENOSPC) {
6367                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6368                 ztest_record_enospc(FTAG);
6369                 return (error);
6370         }
6371         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6372
6373         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
6374             B_TRUE, zd, &os));
6375         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6376
6377         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6378
6379         zilog = zd->zd_zilog;
6380
6381         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6382             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6383                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6384                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6385
6386         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6387
6388         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6389
6390         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6391
6392         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6393                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6394                     zd->zd_name,
6395                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6396                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6397                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6398
6399         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6400
6401         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6402             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6403                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6404                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6405
6406         return (0);
6407 }
6408
6409 static void
6410 ztest_dataset_close(int d)
6411 {
6412         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6413
6414         zil_close(zd->zd_zilog);
6415         txg_wait_synced(spa_get_dsl(zd->zd_os->os_spa), 0);
6416         dmu_objset_disown(zd->zd_os, B_TRUE, zd);
6417
6418         ztest_zd_fini(zd);
6419 }
6420
6421 /*
6422  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6423  */
6424 static void
6425 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6426 {
6427         spa_t *spa;
6428         objset_t *os;
6429         kthread_t *resume_thread;
6430         kthread_t **run_threads;
6431         uint64_t object;
6432         int error;
6433         int t, d;
6434
6435         ztest_exiting = B_FALSE;
6436
6437         /*
6438          * Initialize parent/child shared state.
6439          */
6440         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6441         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6442
6443         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6444         zs->zs_thread_stop =
6445             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6446         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6447         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6448         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6449                 zs->zs_thread_kill -=
6450                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6451         }
6452
6453         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6454
6455         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6456             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6457
6458         /*
6459          * Open our pool.
6460          */
6461         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6462         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6463         spa->spa_debug = B_TRUE;
6464         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6465         ztest_spa = spa;
6466
6467         dmu_objset_stats_t dds;
6468         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6469             DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE, FTAG, &os));
6470         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6471         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6472         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6473         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6474         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
6475
6476         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6477
6478         /*
6479          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6480          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6481          * the only valid replica.
6482          */
6483         if (MAXFAULTS() == 0)
6484                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6485         else
6486                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6487
6488         /*
6489          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6490          */
6491         resume_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_resume_thread,
6492             spa, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
6493
6494 #if 0
6495         /*
6496          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
6497          */
6498         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
6499         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
6500 #endif
6501
6502         /*
6503          * Verify that we can safely inquire about about any object,
6504          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6505          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6506          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6507          */
6508         for (t = 0; t < 64; t++) {
6509                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6510                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6511                             (1ULL << t) + d, NULL);
6512                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6513                             error == EINVAL);
6514                 }
6515         }
6516
6517         /*
6518          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6519          */
6520         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6521                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6522                 ztest_dataset_destroy(d);
6523         }
6524         zs->zs_enospc_count = 0;
6525
6526         run_threads = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *),
6527             UMEM_NOFAIL);
6528
6529         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6530                 (void) printf("starting main threads...\n");
6531
6532         /*
6533          * Kick off all the tests that run in parallel.
6534          */
6535         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6536                 if (t < ztest_opts.zo_datasets && ztest_dataset_open(t) != 0) {
6537                         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads *
6538                             sizeof (kthread_t *));
6539                         return;
6540                 }
6541
6542                 run_threads[t] = thread_create(NULL, 0, ztest_thread,
6543                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE,
6544                     defclsyspri);
6545         }
6546
6547         /*
6548          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6549          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6550          */
6551         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6552                 VERIFY0(thread_join(run_threads[t]));
6553                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6554                         ztest_dataset_close(t);
6555         }
6556
6557         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6558
6559         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6560         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6561
6562         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *));
6563
6564         /* Kill the resume thread */
6565         ztest_exiting = B_TRUE;
6566         VERIFY0(thread_join(resume_thread));
6567         ztest_resume(spa);
6568
6569         /*
6570          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6571          * spa_close() should wait for it to complete.
6572          */
6573         for (object = 1; object < 50; object++) {
6574                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6575                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6576         }
6577
6578         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
6579         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
6580                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
6581
6582         spa_close(spa, FTAG);
6583
6584         /*
6585          * Verify that we can loop over all pools.
6586          */
6587         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6588         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6589                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6590                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6591         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6592
6593         /*
6594          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6595          * different name.
6596          */
6597         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
6598                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6599                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6600                     ztest_opts.zo_pool);
6601                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6602                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6603         }
6604
6605         kernel_fini();
6606
6607         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6608         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6609         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6610         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6611 }
6612
6613 static void
6614 ztest_freeze(void)
6615 {
6616         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6617         spa_t *spa;
6618         int numloops = 0;
6619
6620         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6621                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6622
6623         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6624         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6625         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6626         spa->spa_debug = B_TRUE;
6627         ztest_spa = spa;
6628
6629         /*
6630          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6631          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6632          * the log chain won't be anchored.
6633          */
6634         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6635                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6636                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6637         }
6638
6639         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6640
6641         /*
6642          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6643          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6644          */
6645         spa_freeze(spa);
6646
6647         /*
6648          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6649          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6650          * capacity.
6651          */
6652         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6653
6654         /*
6655          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6656          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6657          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6658          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6659          * The ZIL should be OK with that.
6660          *
6661          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6662          * not run out of space on the pool.
6663          */
6664         while (ztest_random(10) != 0 &&
6665             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6666             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6667                 ztest_od_t od;
6668                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6669                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6670                 ztest_io(zd, od.od_object,
6671                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6672                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6673         }
6674
6675         /*
6676          * Commit all of the changes we just generated.
6677          */
6678         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6679         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6680
6681         /*
6682          * Close our dataset and close the pool.
6683          */
6684         ztest_dataset_close(0);
6685         spa_close(spa, FTAG);
6686         kernel_fini();
6687
6688         /*
6689          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6690          */
6691         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6692         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6693         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6694         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6695         spa->spa_debug = B_TRUE;
6696         ztest_spa = spa;
6697         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6698         ztest_dataset_close(0);
6699         ztest_reguid(NULL, 0);
6700
6701         spa_close(spa, FTAG);
6702         kernel_fini();
6703 }
6704
6705 void
6706 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6707 {
6708         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6709         hrtime_t m = s / 60;
6710         hrtime_t h = m / 60;
6711         hrtime_t d = h / 24;
6712
6713         s -= m * 60;
6714         m -= h * 60;
6715         h -= d * 24;
6716
6717         timebuf[0] = '\0';
6718
6719         if (d)
6720                 (void) sprintf(timebuf,
6721                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6722         else if (h)
6723                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6724         else if (m)
6725                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6726         else
6727                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6728 }
6729
6730 static nvlist_t *
6731 make_random_props(void)
6732 {
6733         nvlist_t *props;
6734
6735         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6736         if (ztest_random(2) == 0)
6737                 return (props);
6738         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6739
6740         return (props);
6741 }
6742
6743 /*
6744  * Import a storage pool with the given name.
6745  */
6746 static void
6747 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
6748 {
6749         libzfs_handle_t *hdl;
6750         importargs_t args = { 0 };
6751         spa_t *spa;
6752         nvlist_t *cfg = NULL;
6753         int nsearch = 1;
6754         char *searchdirs[nsearch];
6755         char *name = ztest_opts.zo_pool;
6756         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
6757         int error;
6758
6759         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6760         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6761
6762         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6763         hdl = libzfs_init();
6764
6765         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
6766         args.paths = nsearch;
6767         args.path = searchdirs;
6768         args.can_be_active = B_FALSE;
6769
6770         error = zpool_tryimport(hdl, name, &cfg, &args);
6771         if (error)
6772                 (void) fatal(0, "No pools found\n");
6773
6774         VERIFY0(spa_import(name, cfg, NULL, flags));
6775         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
6776         zs->zs_metaslab_sz =
6777             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6778         spa_close(spa, FTAG);
6779
6780         libzfs_fini(hdl);
6781         kernel_fini();
6782
6783         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6784                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6785                 ztest_freeze();
6786                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6787         }
6788
6789         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6790         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6791 }
6792
6793 /*
6794  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6795  * Then test spa_freeze() functionality.
6796  */
6797 static void
6798 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6799 {
6800         spa_t *spa;
6801         nvlist_t *nvroot, *props;
6802         int i;
6803
6804         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6805         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6806
6807         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6808
6809         /*
6810          * Create the storage pool.
6811          */
6812         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6813         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6814         zs->zs_splits = 0;
6815         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6816         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6817             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6818         props = make_random_props();
6819         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6820                 char *buf;
6821                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6822                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6823                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6824                 free(buf);
6825         }
6826         VERIFY3U(0, ==,
6827             spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL, NULL));
6828         nvlist_free(nvroot);
6829         nvlist_free(props);
6830
6831         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6832         zs->zs_metaslab_sz =
6833             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6834         spa_close(spa, FTAG);
6835
6836         kernel_fini();
6837
6838         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
6839                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6840                 ztest_freeze();
6841                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6842         }
6843
6844         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6845         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6846 }
6847
6848 static void
6849 setup_data_fd(void)
6850 {
6851         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6852
6853         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6854         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6855         (void) unlink(ztest_name_data);
6856 }
6857
6858 static int
6859 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6860 {
6861         int size;
6862
6863         size = hdr->zh_hdr_size;
6864         size += hdr->zh_opts_size;
6865         size += hdr->zh_size;
6866         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6867         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6868
6869         return (size);
6870 }
6871
6872 static void
6873 setup_hdr(void)
6874 {
6875         int size;
6876         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6877
6878         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6879             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6880         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6881
6882         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6883
6884         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6885         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6886         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6887         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6888         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6889         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6890         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6891
6892         size = shared_data_size(hdr);
6893         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6894
6895         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6896 }
6897
6898 static void
6899 setup_data(void)
6900 {
6901         int size, offset;
6902         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6903         uint8_t *buf;
6904
6905         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6906             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6907         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6908
6909         size = shared_data_size(hdr);
6910
6911         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6912         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6913             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6914         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6915         buf = (uint8_t *)hdr;
6916
6917         offset = hdr->zh_hdr_size;
6918         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6919         offset += hdr->zh_opts_size;
6920         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6921         offset += hdr->zh_size;
6922         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6923         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6924         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6925 }
6926
6927 static boolean_t
6928 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6929 {
6930         pid_t pid;
6931         int status;
6932         char *cmdbuf = NULL;
6933
6934         pid = fork();
6935
6936         if (cmd == NULL) {
6937                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6938                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6939                 cmd = cmdbuf;
6940         }
6941
6942         if (pid == -1)
6943                 fatal(1, "fork failed");
6944
6945         if (pid == 0) { /* child */
6946                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6947                 char fd_data_str[12];
6948
6949                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6950                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6951
6952                 (void) close(ztest_fd_rand);
6953                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6954                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6955
6956                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6957                 if (libpath != NULL)
6958                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6959                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6960                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6961                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6962         }
6963
6964         if (cmdbuf != NULL) {
6965                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6966                 cmd = NULL;
6967         }
6968
6969         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6970                 continue;
6971         if (statusp != NULL)
6972                 *statusp = status;
6973
6974         if (WIFEXITED(status)) {
6975                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6976                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6977                             WEXITSTATUS(status));
6978                         exit(2);
6979                 }
6980                 return (B_FALSE);
6981         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6982                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6983                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6984                             WTERMSIG(status));
6985                         exit(3);
6986                 }
6987                 return (B_TRUE);
6988         } else {
6989                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6990                 exit(4);
6991                 /* NOTREACHED */
6992         }
6993 }
6994
6995 static void
6996 ztest_run_init(void)
6997 {
6998         int i;
6999
7000         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
7001
7002         /*
7003          * Blow away any existing copy of zpool.cache
7004          */
7005         (void) remove(spa_config_path);
7006
7007         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
7008                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
7009                         (void) printf("Importing pool %s\n",
7010                             ztest_opts.zo_pool);
7011                 ztest_import(zs);
7012                 return;
7013         }
7014
7015         /*
7016          * Create and initialize our storage pool.
7017          */
7018         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
7019                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
7020                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
7021                     ztest_opts.zo_init != 1) {
7022                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
7023                 }
7024                 ztest_init(zs);
7025         }
7026 }
7027
7028 int
7029 main(int argc, char **argv)
7030 {
7031         int kills = 0;
7032         int iters = 0;
7033         int older = 0;
7034         int newer = 0;
7035         ztest_shared_t *zs;
7036         ztest_info_t *zi;
7037         ztest_shared_callstate_t *zc;
7038         char timebuf[100];
7039         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
7040         spa_t *spa;
7041         char *cmd;
7042         boolean_t hasalt;
7043         int f;
7044         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
7045         struct sigaction action;
7046
7047         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
7048
7049         dprintf_setup(&argc, argv);
7050
7051         action.sa_handler = sig_handler;
7052         sigemptyset(&action.sa_mask);
7053         action.sa_flags = 0;
7054
7055         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
7056                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
7057                     strerror(errno));
7058                 exit(EXIT_FAILURE);
7059         }
7060
7061         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
7062                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
7063                     strerror(errno));
7064                 exit(EXIT_FAILURE);
7065         }
7066
7067         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
7068         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
7069
7070         if (!fd_data_str) {
7071                 process_options(argc, argv);
7072
7073                 setup_data_fd();
7074                 setup_hdr();
7075                 setup_data();
7076                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
7077                     sizeof (*ztest_shared_opts));
7078         } else {
7079                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
7080                 setup_data();
7081                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
7082         }
7083         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
7084
7085         /* Override location of zpool.cache */
7086         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
7087             ztest_opts.zo_dir) != -1);
7088
7089         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
7090             UMEM_NOFAIL);
7091         zs = ztest_shared;
7092
7093         if (fd_data_str) {
7094                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
7095                 metaslab_df_alloc_threshold =
7096                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
7097
7098                 if (zs->zs_do_init)
7099                         ztest_run_init();
7100                 else
7101                         ztest_run(zs);
7102                 exit(0);
7103         }
7104
7105         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
7106
7107         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7108                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
7109                     " %llu seconds...\n",
7110                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
7111                     ztest_opts.zo_datasets,
7112                     ztest_opts.zo_threads,
7113                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
7114         }
7115
7116         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
7117         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
7118
7119         zs->zs_do_init = B_TRUE;
7120         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
7121                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7122                         (void) printf("Executing older ztest for "
7123                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
7124                 }
7125                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7126                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
7127         } else {
7128                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
7129         }
7130         zs->zs_do_init = B_FALSE;
7131
7132         zs->zs_proc_start = gethrtime();
7133         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
7134
7135         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7136                 zi = &ztest_info[f];
7137                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7138                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
7139                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
7140                 else
7141                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
7142                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
7143         }
7144
7145         /*
7146          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
7147          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
7148          * to verify that we never lose on-disk consistency.
7149          */
7150         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
7151                 int status;
7152                 boolean_t killed;
7153
7154                 /*
7155                  * Initialize the workload counters for each function.
7156                  */
7157                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7158                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7159                         zc->zc_count = 0;
7160                         zc->zc_time = 0;
7161                 }
7162
7163                 /* Set the allocation switch size */
7164                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
7165                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
7166
7167                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
7168                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7169                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
7170                                     cmd);
7171                         }
7172                         newer++;
7173                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
7174                 } else {
7175                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7176                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
7177                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
7178                         }
7179                         older++;
7180                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7181                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
7182                 }
7183
7184                 if (killed)
7185                         kills++;
7186                 iters++;
7187
7188                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7189                         hrtime_t now = gethrtime();
7190
7191                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
7192                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
7193                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
7194
7195                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
7196                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
7197                             iters,
7198                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
7199                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
7200                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
7201                             numbuf,
7202                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
7203                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
7204                 }
7205
7206                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
7207                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
7208                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7209                             "Calls", "Time", "Function");
7210                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7211                             "-----", "----", "--------");
7212                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7213                                 zi = &ztest_info[f];
7214                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7215                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
7216                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
7217                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
7218                                     zi->zi_funcname);
7219                         }
7220                         (void) printf("\n");
7221                 }
7222
7223                 /*
7224                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
7225                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
7226                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
7227                  */
7228                 kernel_init(FREAD);
7229                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
7230                         spa_close(spa, FTAG);
7231                 } else {
7232                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7233                         kernel_fini();
7234                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7235                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
7236                             ztest_opts.zo_pool);
7237                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
7238                 }
7239                 kernel_fini();
7240
7241                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
7242                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7243         }
7244
7245         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7246                 if (hasalt) {
7247                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7248                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7249                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7250                             cmd);
7251                 }
7252                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7253                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7254         }
7255
7256         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7257
7258         return (0);
7259 }