]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Align mount options handling and type/function names with OpenZFS
[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  */
27
28 /*
29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
31  *
32  * The overall design of the ztest program is as follows:
33  *
34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
38  *
39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
42  *
43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
44  *     verify that self-healing data really works.
45  *
46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
49  *
50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
51  *     we run the entire test in a child of the main process.
52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
54  *     The parent then runs the test again, using the existing
55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
57  *     of ztest after a SIGKILL.
58  *
59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
60  *     many of the functional tests record the transaction group number
61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
64  *
65  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
66  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
67  *
68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
71  *
72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
73  *
74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
76  *
77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
78  *
79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
86  */
87
88 #include <sys/zfs_context.h>
89 #include <sys/spa.h>
90 #include <sys/dmu.h>
91 #include <sys/txg.h>
92 #include <sys/dbuf.h>
93 #include <sys/zap.h>
94 #include <sys/dmu_objset.h>
95 #include <sys/poll.h>
96 #include <sys/stat.h>
97 #include <sys/time.h>
98 #include <sys/wait.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/resource.h>
101 #include <sys/zio.h>
102 #include <sys/zil.h>
103 #include <sys/zil_impl.h>
104 #include <sys/zfs_rlock.h>
105 #include <sys/vdev_impl.h>
106 #include <sys/vdev_file.h>
107 #include <sys/spa_impl.h>
108 #include <sys/metaslab_impl.h>
109 #include <sys/dsl_prop.h>
110 #include <sys/dsl_dataset.h>
111 #include <sys/dsl_destroy.h>
112 #include <sys/dsl_scan.h>
113 #include <sys/zio_checksum.h>
114 #include <sys/refcount.h>
115 #include <sys/zfeature.h>
116 #include <sys/dsl_userhold.h>
117 #include <sys/abd.h>
118 #include <stdio.h>
119 #include <stdio_ext.h>
120 #include <stdlib.h>
121 #include <unistd.h>
122 #include <signal.h>
123 #include <umem.h>
124 #include <ctype.h>
125 #include <math.h>
126 #include <sys/fs/zfs.h>
127 #include <zfs_fletcher.h>
128 #include <libnvpair.h>
129 #ifdef __GLIBC__
130 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
131 #endif
132
133 static int ztest_fd_data = -1;
134 static int ztest_fd_rand = -1;
135
136 typedef struct ztest_shared_hdr {
137         uint64_t        zh_hdr_size;
138         uint64_t        zh_opts_size;
139         uint64_t        zh_size;
140         uint64_t        zh_stats_size;
141         uint64_t        zh_stats_count;
142         uint64_t        zh_ds_size;
143         uint64_t        zh_ds_count;
144 } ztest_shared_hdr_t;
145
146 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
147
148 typedef struct ztest_shared_opts {
149         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
150         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
151         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
152         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
153         uint64_t zo_vdevs;
154         uint64_t zo_vdevtime;
155         size_t zo_vdev_size;
156         int zo_ashift;
157         int zo_mirrors;
158         int zo_raidz;
159         int zo_raidz_parity;
160         int zo_datasets;
161         int zo_threads;
162         uint64_t zo_passtime;
163         uint64_t zo_killrate;
164         int zo_verbose;
165         int zo_init;
166         uint64_t zo_time;
167         uint64_t zo_maxloops;
168         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
169 } ztest_shared_opts_t;
170
171 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
172         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
173         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
174         .zo_alt_ztest = { '\0' },
175         .zo_alt_libpath = { '\0' },
176         .zo_vdevs = 5,
177         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
178         .zo_mirrors = 2,
179         .zo_raidz = 4,
180         .zo_raidz_parity = 1,
181         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
182         .zo_datasets = 7,
183         .zo_threads = 23,
184         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
185         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
186         .zo_verbose = 0,
187         .zo_init = 1,
188         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
189         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
190         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
191 };
192
193 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
194 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
195 extern int metaslab_preload_limit;
196 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
197 extern int  zfs_abd_scatter_enabled;
198
199 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
200 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
201
202 typedef struct ztest_shared_ds {
203         uint64_t        zd_seq;
204 } ztest_shared_ds_t;
205
206 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
207 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
208
209 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
210 #define MAXFAULTS() \
211         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
212
213 enum ztest_io_type {
214         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
215         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
216         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
217         ZTEST_IO_TRUNCATE,
218         ZTEST_IO_SETATTR,
219         ZTEST_IO_REWRITE,
220         ZTEST_IO_TYPES
221 };
222
223 typedef struct ztest_block_tag {
224         uint64_t        bt_magic;
225         uint64_t        bt_objset;
226         uint64_t        bt_object;
227         uint64_t        bt_dnodesize;
228         uint64_t        bt_offset;
229         uint64_t        bt_gen;
230         uint64_t        bt_txg;
231         uint64_t        bt_crtxg;
232 } ztest_block_tag_t;
233
234 typedef struct bufwad {
235         uint64_t        bw_index;
236         uint64_t        bw_txg;
237         uint64_t        bw_data;
238 } bufwad_t;
239
240 typedef struct rll {
241         void            *rll_writer;
242         int             rll_readers;
243         kmutex_t        rll_lock;
244         kcondvar_t      rll_cv;
245 } rll_t;
246
247 typedef struct zll {
248         list_t z_list;
249         kmutex_t z_lock;
250 } zll_t;
251
252 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
253 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
254
255 /*
256  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
257  */
258 typedef struct ztest_od {
259         uint64_t        od_dir;
260         uint64_t        od_object;
261         dmu_object_type_t od_type;
262         dmu_object_type_t od_crtype;
263         uint64_t        od_blocksize;
264         uint64_t        od_crblocksize;
265         uint64_t        od_crdnodesize;
266         uint64_t        od_gen;
267         uint64_t        od_crgen;
268         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
269 } ztest_od_t;
270
271 /*
272  * Per-dataset state.
273  */
274 typedef struct ztest_ds {
275         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
276         objset_t        *zd_os;
277         rwlock_t        zd_zilog_lock;
278         zilog_t         *zd_zilog;
279         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
280         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
281         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
282         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
283         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
284 } ztest_ds_t;
285
286 /*
287  * Per-iteration state.
288  */
289 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
290
291 typedef struct ztest_info {
292         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
293         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
294         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
295         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
296 } ztest_info_t;
297
298 typedef struct ztest_shared_callstate {
299         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
300         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
301         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
302 } ztest_shared_callstate_t;
303
304 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
305 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
306
307 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
308 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
309 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
310 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
311 ztest_func_t ztest_zap;
312 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
313 ztest_func_t ztest_zil_commit;
314 ztest_func_t ztest_zil_remount;
315 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
316 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
317 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
318 ztest_func_t ztest_fzap;
319 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
320 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
321 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
322 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
323 ztest_func_t ztest_fault_inject;
324 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
325 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
326 ztest_func_t ztest_spa_rename;
327 ztest_func_t ztest_scrub;
328 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
329 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
330 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
331 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
332 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
333 ztest_func_t ztest_split_pool;
334 ztest_func_t ztest_reguid;
335 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
336 ztest_func_t ztest_fletcher;
337 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
338 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
339
340 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
341 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
342 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
343 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
344 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
345
346 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
347         {   .zi_func = (func), \
348             .zi_iters = (iters), \
349             .zi_interval = (interval), \
350             .zi_funcname = # func }
351
352 ztest_info_t ztest_info[] = {
353         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
354         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
355         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
356         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
357         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
358         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
359         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
360         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
361         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
362         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
363         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
364         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
365         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
366 #if 0
367         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
368 #endif
369         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
370         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
371         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
372         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
373         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
374         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
375         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
376         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
377         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
378         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
379         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
380         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
381         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
382         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
383         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
384         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
385         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
386         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
387 };
388
389 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
390
391 /*
392  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
393  * The callbacks are ordered by txg number.
394  */
395 typedef struct ztest_cb_list {
396         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
397         list_t          zcl_callbacks;
398 } ztest_cb_list_t;
399
400 /*
401  * Stuff we need to share writably between parent and child.
402  */
403 typedef struct ztest_shared {
404         boolean_t       zs_do_init;
405         hrtime_t        zs_proc_start;
406         hrtime_t        zs_proc_stop;
407         hrtime_t        zs_thread_start;
408         hrtime_t        zs_thread_stop;
409         hrtime_t        zs_thread_kill;
410         uint64_t        zs_enospc_count;
411         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
412         uint64_t        zs_vdev_aux;
413         uint64_t        zs_alloc;
414         uint64_t        zs_space;
415         uint64_t        zs_splits;
416         uint64_t        zs_mirrors;
417         uint64_t        zs_metaslab_sz;
418         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
419         uint64_t        zs_guid;
420 } ztest_shared_t;
421
422 #define ID_PARALLEL     -1ULL
423
424 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
425 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
426 ztest_shared_t *ztest_shared;
427
428 static spa_t *ztest_spa = NULL;
429 static ztest_ds_t *ztest_ds;
430
431 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
432
433 /*
434  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
435  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
436  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
437  * namespace does not change while the lock is held.
438  */
439 static rwlock_t ztest_name_lock;
440
441 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
442 static boolean_t ztest_exiting;
443
444 /* Global commit callback list */
445 static ztest_cb_list_t zcl;
446 /* Commit cb delay */
447 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
448 static int zc_cb_counter = 0;
449
450 /*
451  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
452  * whether the minimum txg delay is acceptable.
453  */
454 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
455
456 /*
457  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
458  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
459  * implementation bug.
460  */
461 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
462
463 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
464 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
465
466 enum ztest_object {
467         ZTEST_META_DNODE = 0,
468         ZTEST_DIROBJ,
469         ZTEST_OBJECTS
470 };
471
472 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
473
474 /*
475  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
476  * debugging facilities.
477  */
478 const char *
479 _umem_debug_init(void)
480 {
481         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
482 }
483
484 const char *
485 _umem_logging_init(void)
486 {
487         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
488 }
489
490 #define BACKTRACE_SZ    100
491
492 static void sig_handler(int signo)
493 {
494         struct sigaction action;
495 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
496         int nptrs;
497         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
498
499         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
500         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
501 #endif
502
503         /*
504          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
505          * SIGABRT can trigger a core dump.
506          */
507         action.sa_handler = SIG_DFL;
508         sigemptyset(&action.sa_mask);
509         action.sa_flags = 0;
510         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
511         raise(signo);
512 }
513
514 #define FATAL_MSG_SZ    1024
515
516 char *fatal_msg;
517
518 static void
519 fatal(int do_perror, char *message, ...)
520 {
521         va_list args;
522         int save_errno = errno;
523         char *buf;
524
525         (void) fflush(stdout);
526         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
527
528         va_start(args, message);
529         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
530         /* LINTED */
531         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
532         va_end(args);
533         if (do_perror) {
534                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
535                     ": %s", strerror(save_errno));
536         }
537         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
538         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
539         if (ztest_dump_core)
540                 abort();
541         exit(3);
542 }
543
544 static int
545 str2shift(const char *buf)
546 {
547         const char *ends = "BKMGTPEZ";
548         int i;
549
550         if (buf[0] == '\0')
551                 return (0);
552         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
553                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
554                         break;
555         }
556         if (i == strlen(ends)) {
557                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
558                     buf);
559                 usage(B_FALSE);
560         }
561         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
562                 return (10*i);
563         }
564         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
565         usage(B_FALSE);
566         /* NOTREACHED */
567 }
568
569 static uint64_t
570 nicenumtoull(const char *buf)
571 {
572         char *end;
573         uint64_t val;
574
575         val = strtoull(buf, &end, 0);
576         if (end == buf) {
577                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
578                 usage(B_FALSE);
579         } else if (end[0] == '.') {
580                 double fval = strtod(buf, &end);
581                 fval *= pow(2, str2shift(end));
582                 if (fval > UINT64_MAX) {
583                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
584                             buf);
585                         usage(B_FALSE);
586                 }
587                 val = (uint64_t)fval;
588         } else {
589                 int shift = str2shift(end);
590                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
591                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
592                             buf);
593                         usage(B_FALSE);
594                 }
595                 val <<= shift;
596         }
597         return (val);
598 }
599
600 static void
601 usage(boolean_t requested)
602 {
603         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
604
605         char nice_vdev_size[10];
606         char nice_gang_bang[10];
607         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
608
609         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
610         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
611
612         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
613             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
614             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
615             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
616             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
617             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
618             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
619             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
620             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
621             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
622             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
623             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
624             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
625             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
626             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
627             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
628             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
629             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
630             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
631             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
632             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
633             "\t    32-bit integer value\n"
634             "\t[-h] (print help)\n"
635             "",
636             zo->zo_pool,
637             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
638             nice_vdev_size,                             /* -s */
639             zo->zo_ashift,                              /* -a */
640             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
641             zo->zo_raidz,                               /* -r */
642             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
643             zo->zo_datasets,                            /* -d */
644             zo->zo_threads,                             /* -t */
645             nice_gang_bang,                             /* -g */
646             zo->zo_init,                                /* -i */
647             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
648             zo->zo_pool,                                /* -p */
649             zo->zo_dir,                                 /* -f */
650             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
651             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
652             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
653         exit(requested ? 0 : 1);
654 }
655
656 static void
657 process_options(int argc, char **argv)
658 {
659         char *path;
660         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
661
662         int opt;
663         uint64_t value;
664         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
665
666         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
667
668         while ((opt = getopt(argc, argv,
669             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:o:")) != EOF) {
670                 value = 0;
671                 switch (opt) {
672                 case 'v':
673                 case 's':
674                 case 'a':
675                 case 'm':
676                 case 'r':
677                 case 'R':
678                 case 'd':
679                 case 't':
680                 case 'g':
681                 case 'i':
682                 case 'k':
683                 case 'T':
684                 case 'P':
685                 case 'F':
686                         value = nicenumtoull(optarg);
687                 }
688                 switch (opt) {
689                 case 'v':
690                         zo->zo_vdevs = value;
691                         break;
692                 case 's':
693                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
694                         break;
695                 case 'a':
696                         zo->zo_ashift = value;
697                         break;
698                 case 'm':
699                         zo->zo_mirrors = value;
700                         break;
701                 case 'r':
702                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
703                         break;
704                 case 'R':
705                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
706                         break;
707                 case 'd':
708                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
709                         break;
710                 case 't':
711                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
712                         break;
713                 case 'g':
714                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
715                             value);
716                         break;
717                 case 'i':
718                         zo->zo_init = value;
719                         break;
720                 case 'k':
721                         zo->zo_killrate = value;
722                         break;
723                 case 'p':
724                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
725                             sizeof (zo->zo_pool));
726                         break;
727                 case 'f':
728                         path = realpath(optarg, NULL);
729                         if (path == NULL) {
730                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
731                                     optarg, strerror(errno));
732                                 usage(B_FALSE);
733                         } else {
734                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
735                                     sizeof (zo->zo_dir));
736                                 free(path);
737                         }
738                         break;
739                 case 'V':
740                         zo->zo_verbose++;
741                         break;
742                 case 'E':
743                         zo->zo_init = 0;
744                         break;
745                 case 'T':
746                         zo->zo_time = value;
747                         break;
748                 case 'P':
749                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
750                         break;
751                 case 'F':
752                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
753                         break;
754                 case 'B':
755                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
756                         break;
757                 case 'o':
758                         if (set_global_var(optarg) != 0)
759                                 usage(B_FALSE);
760                         break;
761                 case 'h':
762                         usage(B_TRUE);
763                         break;
764                 case '?':
765                 default:
766                         usage(B_FALSE);
767                         break;
768                 }
769         }
770
771         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
772
773         zo->zo_vdevtime =
774             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
775             UINT64_MAX >> 2);
776
777         if (strlen(altdir) > 0) {
778                 char *cmd;
779                 char *realaltdir;
780                 char *bin;
781                 char *ztest;
782                 char *isa;
783                 int isalen;
784
785                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
786                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
787
788                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
789                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
790                         ztest_dump_core = B_FALSE;
791                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
792                             altdir);
793                 }
794                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
795
796                 /*
797                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
798                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
799                  * 32 or 64 bit binaries.
800                  */
801                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
802                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
803                 isa = bin + 9;
804                 isalen = ztest - isa;
805                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
806                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
807                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
808                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
809
810                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
811                         ztest_dump_core = B_FALSE;
812                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
813                             zo->zo_alt_ztest);
814                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
815                         ztest_dump_core = B_FALSE;
816                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
817                             zo->zo_alt_libpath);
818                 }
819
820                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
821                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
822         }
823 }
824
825 static void
826 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
827 {
828         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
829         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
830
831         /*
832          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
833          * See comment above spa_config_sync().
834          */
835         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
836         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
837         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
838
839         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
840 }
841
842 static uint64_t
843 ztest_random(uint64_t range)
844 {
845         uint64_t r;
846
847         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
848
849         if (range == 0)
850                 return (0);
851
852         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
853                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
854
855         return (r % range);
856 }
857
858 /* ARGSUSED */
859 static void
860 ztest_record_enospc(const char *s)
861 {
862         ztest_shared->zs_enospc_count++;
863 }
864
865 static uint64_t
866 ztest_get_ashift(void)
867 {
868         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
869                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
870         return (ztest_opts.zo_ashift);
871 }
872
873 static nvlist_t *
874 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
875 {
876         char *pathbuf;
877         uint64_t vdev;
878         nvlist_t *file;
879
880         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
881
882         if (ashift == 0)
883                 ashift = ztest_get_ashift();
884
885         if (path == NULL) {
886                 path = pathbuf;
887
888                 if (aux != NULL) {
889                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
890                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
891                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
892                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
893                             aux, vdev);
894                 } else {
895                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
896                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
897                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
898                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
899                 }
900         }
901
902         if (size != 0) {
903                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
904                 if (fd == -1)
905                         fatal(1, "can't open %s", path);
906                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
907                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
908                 (void) close(fd);
909         }
910
911         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
912         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
913         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
914         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
915         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
916
917         return (file);
918 }
919
920 static nvlist_t *
921 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
922     uint64_t ashift, int r)
923 {
924         nvlist_t *raidz, **child;
925         int c;
926
927         if (r < 2)
928                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
929         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
930
931         for (c = 0; c < r; c++)
932                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
933
934         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
935         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
936             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
937         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
938             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
939         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
940             child, r) == 0);
941
942         for (c = 0; c < r; c++)
943                 nvlist_free(child[c]);
944
945         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
946
947         return (raidz);
948 }
949
950 static nvlist_t *
951 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
952     uint64_t ashift, int r, int m)
953 {
954         nvlist_t *mirror, **child;
955         int c;
956
957         if (m < 1)
958                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
959
960         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
961
962         for (c = 0; c < m; c++)
963                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
964
965         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
966         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
967             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
968         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
969             child, m) == 0);
970
971         for (c = 0; c < m; c++)
972                 nvlist_free(child[c]);
973
974         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
975
976         return (mirror);
977 }
978
979 static nvlist_t *
980 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
981     int log, int r, int m, int t)
982 {
983         nvlist_t *root, **child;
984         int c;
985
986         ASSERT(t > 0);
987
988         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
989
990         for (c = 0; c < t; c++) {
991                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
992                     r, m);
993                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
994                     log) == 0);
995         }
996
997         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
998         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
999         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1000             child, t) == 0);
1001
1002         for (c = 0; c < t; c++)
1003                 nvlist_free(child[c]);
1004
1005         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1006
1007         return (root);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1012  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1013  */
1014 static uint64_t
1015 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1016 {
1017         uint64_t version = initial_version;
1018
1019         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1020                 version = version +
1021                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1022         }
1023
1024         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1025                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1026
1027         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1028         return (version);
1029 }
1030
1031 static int
1032 ztest_random_blocksize(void)
1033 {
1034         /*
1035          * Choose a block size >= the ashift.
1036          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1037          */
1038         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1039         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1040                 maxbs = 20;
1041         uint64_t block_shift =
1042             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1043         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1044 }
1045
1046 static int
1047 ztest_random_dnodesize(void)
1048 {
1049         int slots;
1050         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1051
1052         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1053                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1054
1055         /*
1056          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1057          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1058          * usage.
1059          */
1060         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1061         switch (ztest_random(10)) {
1062         case 0:
1063                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1064                 break;
1065         case 1 ... 4:
1066                 slots = 2 + ztest_random(3);
1067                 break;
1068         default:
1069                 slots = 1;
1070                 break;
1071         }
1072
1073         return (slots << DNODE_SHIFT);
1074 }
1075
1076 static int
1077 ztest_random_ibshift(void)
1078 {
1079         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1080             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1081 }
1082
1083 static uint64_t
1084 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1085 {
1086         uint64_t top;
1087         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1088         vdev_t *tvd;
1089
1090         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1091
1092         do {
1093                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1094                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1095         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1096             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1097
1098         return (top);
1099 }
1100
1101 static uint64_t
1102 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1103 {
1104         uint64_t value;
1105
1106         do {
1107                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1108         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1109
1110         return (value);
1111 }
1112
1113 static int
1114 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1115     boolean_t inherit)
1116 {
1117         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1118         const char *valname;
1119         char *setpoint;
1120         uint64_t curval;
1121         int error;
1122
1123         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1124             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1125
1126         if (error == ENOSPC) {
1127                 ztest_record_enospc(FTAG);
1128                 return (error);
1129         }
1130         ASSERT0(error);
1131
1132         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1133         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1134
1135         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1136                 int err;
1137
1138                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1139                 if (err)
1140                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1141                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1142                 else
1143                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1144                             osname, propname, valname, setpoint);
1145         }
1146         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1147
1148         return (error);
1149 }
1150
1151 static int
1152 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1153 {
1154         spa_t *spa = ztest_spa;
1155         nvlist_t *props = NULL;
1156         int error;
1157
1158         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1159         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1160
1161         error = spa_prop_set(spa, props);
1162
1163         nvlist_free(props);
1164
1165         if (error == ENOSPC) {
1166                 ztest_record_enospc(FTAG);
1167                 return (error);
1168         }
1169         ASSERT0(error);
1170
1171         return (error);
1172 }
1173
1174
1175 /*
1176  * Object and range lock mechanics
1177  */
1178 typedef struct {
1179         list_node_t z_lnode;
1180         refcount_t z_refcnt;
1181         uint64_t z_object;
1182         zfs_rlock_t z_range_lock;
1183 } ztest_znode_t;
1184
1185 typedef struct {
1186         rl_t *z_rl;
1187         ztest_znode_t *z_ztznode;
1188 } ztest_zrl_t;
1189
1190 static ztest_znode_t *
1191 ztest_znode_init(uint64_t object)
1192 {
1193         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1194
1195         list_link_init(&zp->z_lnode);
1196         refcount_create(&zp->z_refcnt);
1197         zp->z_object = object;
1198         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1199
1200         return (zp);
1201 }
1202
1203 static void
1204 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1205 {
1206         ASSERT(refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1207         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1208         zp->z_object = 0;
1209         refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1210         list_link_init(&zp->z_lnode);
1211         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1212 }
1213
1214 static void
1215 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1216 {
1217         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1218         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1219             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1220 }
1221
1222 static void
1223 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1224 {
1225         list_destroy(&zll->z_list);
1226         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1227 }
1228
1229 #define RL_TAG "range_lock"
1230 static ztest_znode_t *
1231 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1232 {
1233         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1234         ztest_znode_t *zp = NULL;
1235         mutex_enter(&zll->z_lock);
1236         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1237             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1238                 if (zp->z_object == object) {
1239                         refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1240                         break;
1241                 }
1242         }
1243         if (zp == NULL) {
1244                 zp = ztest_znode_init(object);
1245                 refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1246                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1247         }
1248         mutex_exit(&zll->z_lock);
1249         return (zp);
1250 }
1251
1252 static void
1253 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1254 {
1255         zll_t *zll = NULL;
1256         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1257         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1258         mutex_enter(&zll->z_lock);
1259         refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1260         if (refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1261                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1262                 ztest_znode_fini(zp);
1263         }
1264         mutex_exit(&zll->z_lock);
1265 }
1266
1267
1268 static void
1269 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1270 {
1271         rll->rll_writer = NULL;
1272         rll->rll_readers = 0;
1273         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1274         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1275 }
1276
1277 static void
1278 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1279 {
1280         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1281         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1282         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1283         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1284 }
1285
1286 static void
1287 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1288 {
1289         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1290
1291         if (type == RL_READER) {
1292                 while (rll->rll_writer != NULL)
1293                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1294                 rll->rll_readers++;
1295         } else {
1296                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1297                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1298                 rll->rll_writer = curthread;
1299         }
1300
1301         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1302 }
1303
1304 static void
1305 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1306 {
1307         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1308
1309         if (rll->rll_writer) {
1310                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1311                 rll->rll_writer = NULL;
1312         } else {
1313                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1314                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1315                 rll->rll_readers--;
1316         }
1317
1318         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1319                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1320
1321         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1322 }
1323
1324 static void
1325 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1326 {
1327         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1328
1329         ztest_rll_lock(rll, type);
1330 }
1331
1332 static void
1333 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1334 {
1335         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1336
1337         ztest_rll_unlock(rll);
1338 }
1339
1340 static ztest_zrl_t *
1341 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1342 {
1343         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1344         zrl->z_rl = rl;
1345         zrl->z_ztznode = zp;
1346         return (zrl);
1347 }
1348
1349 static void
1350 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1351 {
1352         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1353 }
1354
1355 static ztest_zrl_t *
1356 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1357     uint64_t size, rl_type_t type)
1358 {
1359         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1360         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1361             size, type);
1362         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1363 }
1364
1365 static void
1366 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1367 {
1368         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1369         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1370         ztest_zrl_fini(zrl);
1371 }
1372
1373 static void
1374 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1375 {
1376         zd->zd_os = os;
1377         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1378         zd->zd_shared = szd;
1379         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1380         int l;
1381
1382         if (zd->zd_shared != NULL)
1383                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1384
1385         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1386         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1387
1388         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1389                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1390
1391         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1392                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1393 }
1394
1395 static void
1396 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1397 {
1398         int l;
1399
1400         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1401         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1402
1403         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1404                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1405
1406         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1407                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1408 }
1409
1410 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1411
1412 static uint64_t
1413 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1414 {
1415         uint64_t txg;
1416         int error;
1417
1418         /*
1419          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1420          */
1421         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1422         if (error) {
1423                 if (error == ERESTART) {
1424                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1425                         dmu_tx_wait(tx);
1426                 } else {
1427                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1428                         ztest_record_enospc(tag);
1429                 }
1430                 dmu_tx_abort(tx);
1431                 return (0);
1432         }
1433         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1434         ASSERT(txg != 0);
1435         return (txg);
1436 }
1437
1438 static void
1439 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1440 {
1441         uint64_t *ip = buf;
1442         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1443
1444         while (ip < ip_end)
1445                 *ip++ = value;
1446 }
1447
1448 #ifndef NDEBUG
1449 static boolean_t
1450 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1451 {
1452         uint64_t *ip = buf;
1453         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1454         uint64_t diff = 0;
1455
1456         while (ip < ip_end)
1457                 diff |= (value - *ip++);
1458
1459         return (diff == 0);
1460 }
1461 #endif
1462
1463 static void
1464 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1465     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1466     uint64_t crtxg)
1467 {
1468         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1469         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1470         bt->bt_object = object;
1471         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1472         bt->bt_offset = offset;
1473         bt->bt_gen = gen;
1474         bt->bt_txg = txg;
1475         bt->bt_crtxg = crtxg;
1476 }
1477
1478 static void
1479 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1480     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1481     uint64_t crtxg)
1482 {
1483         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1484         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1485         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1486         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1487         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1488         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1489         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1490         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1491 }
1492
1493 static ztest_block_tag_t *
1494 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1495 {
1496         dmu_object_info_t doi;
1497         ztest_block_tag_t *bt;
1498
1499         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1500         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1501         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1502         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1503
1504         return (bt);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1509  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1510  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1511  */
1512 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1513         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1514
1515 /*
1516  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1517  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1518  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1519  * interior regions of large dnodes.
1520  */
1521 void
1522 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1523     objset_t *os, uint64_t gen)
1524 {
1525         uint64_t *bonusp;
1526
1527         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1528
1529         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1530                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1531                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1532                 *bonusp = token;
1533         }
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1538  * expected tokens.
1539  */
1540 void
1541 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1542     objset_t *os, uint64_t gen)
1543 {
1544         uint64_t *bonusp;
1545
1546         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1547                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1548                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1549                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1550         }
1551 }
1552
1553 /*
1554  * ZIL logging ops
1555  */
1556
1557 #define lrz_type        lr_mode
1558 #define lrz_blocksize   lr_uid
1559 #define lrz_ibshift     lr_gid
1560 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1561 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1562
1563 static void
1564 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1565 {
1566         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1567         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1568         itx_t *itx;
1569
1570         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1571                 return;
1572
1573         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1574         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1575             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1576
1577         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1578 }
1579
1580 static void
1581 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1582 {
1583         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1584         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1585         itx_t *itx;
1586
1587         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1588                 return;
1589
1590         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1591         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1592             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1593
1594         itx->itx_oid = object;
1595         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1596 }
1597
1598 static void
1599 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1600 {
1601         itx_t *itx;
1602         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1603
1604         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1605                 return;
1606
1607         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1608                 write_state = WR_INDIRECT;
1609
1610         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1611             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1612
1613         if (write_state == WR_COPIED &&
1614             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1615             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1616                 zil_itx_destroy(itx);
1617                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1618                 write_state = WR_NEED_COPY;
1619         }
1620         itx->itx_private = zd;
1621         itx->itx_wr_state = write_state;
1622         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1623         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1624
1625         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1626             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1627
1628         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1629 }
1630
1631 static void
1632 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1633 {
1634         itx_t *itx;
1635
1636         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1637                 return;
1638
1639         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1640         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1641             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1642
1643         itx->itx_sync = B_FALSE;
1644         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1645 }
1646
1647 static void
1648 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1649 {
1650         itx_t *itx;
1651
1652         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1653                 return;
1654
1655         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1656         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1657             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1658
1659         itx->itx_sync = B_FALSE;
1660         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * ZIL replay ops
1665  */
1666 static int
1667 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1668 {
1669         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1670         objset_t *os = zd->zd_os;
1671         ztest_block_tag_t *bbt;
1672         dmu_buf_t *db;
1673         dmu_tx_t *tx;
1674         uint64_t txg;
1675         int error = 0;
1676         int bonuslen;
1677
1678         if (byteswap)
1679                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1680
1681         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1682         ASSERT(name[0] != '\0');
1683
1684         tx = dmu_tx_create(os);
1685
1686         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1687
1688         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1689                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1690         } else {
1691                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1692         }
1693
1694         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1695         if (txg == 0)
1696                 return (ENOSPC);
1697
1698         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1699         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1700
1701         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1702                 if (lr->lr_foid == 0) {
1703                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1704                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1705                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1706                 } else {
1707                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1708                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1709                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1710                 }
1711         } else {
1712                 if (lr->lr_foid == 0) {
1713                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1714                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1715                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1716                 } else {
1717                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1718                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1719                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1720                 }
1721         }
1722
1723         if (error) {
1724                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1725                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1726                 dmu_tx_commit(tx);
1727                 return (error);
1728         }
1729
1730         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1731
1732         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1733                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1734                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1735
1736         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1737         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1738         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1739         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1740             lr->lr_gen, txg, txg);
1741         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1742         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1743
1744         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1745             &lr->lr_foid, tx));
1746
1747         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1748
1749         dmu_tx_commit(tx);
1750
1751         return (0);
1752 }
1753
1754 static int
1755 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1756 {
1757         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1758         objset_t *os = zd->zd_os;
1759         dmu_object_info_t doi;
1760         dmu_tx_t *tx;
1761         uint64_t object, txg;
1762
1763         if (byteswap)
1764                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1765
1766         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1767         ASSERT(name[0] != '\0');
1768
1769         VERIFY3U(0, ==,
1770             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1771         ASSERT(object != 0);
1772
1773         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1774
1775         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1776
1777         tx = dmu_tx_create(os);
1778
1779         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1780         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1781
1782         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1783         if (txg == 0) {
1784                 ztest_object_unlock(zd, object);
1785                 return (ENOSPC);
1786         }
1787
1788         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1789                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1790         } else {
1791                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1792         }
1793
1794         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1795
1796         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1797
1798         dmu_tx_commit(tx);
1799
1800         ztest_object_unlock(zd, object);
1801
1802         return (0);
1803 }
1804
1805 static int
1806 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1807 {
1808         objset_t *os = zd->zd_os;
1809         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1810         uint64_t offset, length;
1811         ztest_block_tag_t *bt = data;
1812         ztest_block_tag_t *bbt;
1813         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1814         dmu_object_info_t doi;
1815         dmu_tx_t *tx;
1816         dmu_buf_t *db;
1817         arc_buf_t *abuf = NULL;
1818         ztest_zrl_t *rl;
1819
1820         if (byteswap)
1821                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1822
1823         offset = lr->lr_offset;
1824         length = lr->lr_length;
1825
1826         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1827         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1828                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1829                 if (length < blocksize) {
1830                         offset -= offset % blocksize;
1831                         length = blocksize;
1832                 }
1833         }
1834
1835         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1836                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1837
1838         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1839                 bt = NULL;
1840
1841         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1842         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1843
1844         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1845
1846         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1847
1848         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1849         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1850         gen = bbt->bt_gen;
1851         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1852         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1853
1854         tx = dmu_tx_create(os);
1855
1856         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1857
1858         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1859             P2PHASE(offset, length) == 0)
1860                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1861
1862         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1863         if (txg == 0) {
1864                 if (abuf != NULL)
1865                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1866                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1867                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1868                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1869                 return (ENOSPC);
1870         }
1871
1872         if (bt != NULL) {
1873                 /*
1874                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1875                  * but not always, because we also want to verify correct
1876                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1877                  */
1878                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1879                 if (ztest_random(4) != 0) {
1880                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1881                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1882                         ztest_block_tag_t rbt;
1883
1884                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1885                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1886                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1887                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1888                                     offset, gen, txg, crtxg);
1889                         }
1890                 }
1891
1892                 /*
1893                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1894                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1895                  * open-context data, which may be different than the data
1896                  * as it was when the write was generated.
1897                  */
1898                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1899                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1900                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1901                             bt->bt_crtxg);
1902                 }
1903
1904                 /*
1905                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1906                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1907                  */
1908                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1909                     crtxg);
1910         }
1911
1912         if (abuf == NULL) {
1913                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1914         } else {
1915                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1916                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1917         }
1918
1919         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1920
1921         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1922
1923         dmu_tx_commit(tx);
1924
1925         ztest_range_unlock(zd, rl);
1926         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1927
1928         return (0);
1929 }
1930
1931 static int
1932 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1933 {
1934         objset_t *os = zd->zd_os;
1935         dmu_tx_t *tx;
1936         uint64_t txg;
1937         ztest_zrl_t *rl;
1938
1939         if (byteswap)
1940                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1941
1942         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1943         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1944             RL_WRITER);
1945
1946         tx = dmu_tx_create(os);
1947
1948         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1949
1950         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1951         if (txg == 0) {
1952                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1953                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1954                 return (ENOSPC);
1955         }
1956
1957         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1958             lr->lr_length, tx) == 0);
1959
1960         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1961
1962         dmu_tx_commit(tx);
1963
1964         ztest_range_unlock(zd, rl);
1965         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1966
1967         return (0);
1968 }
1969
1970 static int
1971 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1972 {
1973         objset_t *os = zd->zd_os;
1974         dmu_tx_t *tx;
1975         dmu_buf_t *db;
1976         ztest_block_tag_t *bbt;
1977         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
1978
1979         if (byteswap)
1980                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1981
1982         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1983
1984         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1985
1986         tx = dmu_tx_create(os);
1987         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1988
1989         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1990         if (txg == 0) {
1991                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1992                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1993                 return (ENOSPC);
1994         }
1995
1996         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1997         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1998         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1999         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2000         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2001
2002         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2003                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
2004                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
2005                 ASSERT(lrtxg != 0);
2006         } else {
2007                 /*
2008                  * Randomly change the size and increment the generation.
2009                  */
2010                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2011                     sizeof (*bbt);
2012                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2013                 ASSERT(lrtxg == 0);
2014         }
2015
2016         /*
2017          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2018          */
2019         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2020             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2021
2022         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2023
2024         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2025         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2026         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2027         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2028
2029         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2030             txg, crtxg);
2031         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2032         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2033
2034         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2035
2036         dmu_tx_commit(tx);
2037
2038         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2039
2040         return (0);
2041 }
2042
2043 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2044         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
2045         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
2046         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
2047         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
2048         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
2049         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
2050         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
2051         NULL,                                           /* TX_LINK */
2052         NULL,                                           /* TX_RENAME */
2053         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
2054         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
2055         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
2056         NULL,                                           /* TX_ACL */
2057         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
2058         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
2059         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2060         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
2061         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
2062         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2063         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
2064 };
2065
2066 /*
2067  * ZIL get_data callbacks
2068  */
2069 typedef struct ztest_zgd_private {
2070         ztest_ds_t *z_zd;
2071         ztest_zrl_t *z_rl;
2072         uint64_t z_object;
2073 } ztest_zgd_private_t;
2074
2075 static void
2076 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2077 {
2078         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2079         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2080         uint64_t object = zzp->z_object;
2081
2082         if (zgd->zgd_db)
2083                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2084
2085         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2086         ztest_object_unlock(zd, object);
2087
2088         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2089                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
2090
2091         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2092         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2093 }
2094
2095 static int
2096 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
2097 {
2098         ztest_ds_t *zd = arg;
2099         objset_t *os = zd->zd_os;
2100         uint64_t object = lr->lr_foid;
2101         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2102         uint64_t size = lr->lr_length;
2103         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2104         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2105         uint64_t crtxg;
2106         dmu_object_info_t doi;
2107         dmu_buf_t *db;
2108         zgd_t *zgd;
2109         int error;
2110         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2111
2112         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2113         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2114         if (error) {
2115                 ztest_object_unlock(zd, object);
2116                 return (error);
2117         }
2118
2119         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2120
2121         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2122                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2123                 ztest_object_unlock(zd, object);
2124                 return (ENOENT);
2125         }
2126
2127         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2128         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2129         db = NULL;
2130
2131         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2132         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
2133         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2134         zgd_private->z_zd = zd;
2135         zgd_private->z_object = object;
2136         zgd->zgd_private = zgd_private;
2137
2138         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2139                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2140                     RL_READER);
2141
2142                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2143                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2144                 ASSERT(error == 0);
2145         } else {
2146                 size = doi.doi_data_block_size;
2147                 if (ISP2(size)) {
2148                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2149                 } else {
2150                         ASSERT(offset < size);
2151                         offset = 0;
2152                 }
2153
2154                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2155                     RL_READER);
2156
2157                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2158                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2159
2160                 if (error == 0) {
2161                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
2162                         if (obp) {
2163                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2164                                 *bp = *obp;
2165                         }
2166
2167                         zgd->zgd_db = db;
2168                         zgd->zgd_bp = bp;
2169
2170                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2171                         ASSERT(db->db_size == size);
2172
2173                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2174                             ztest_get_done, zgd);
2175
2176                         if (error == 0)
2177                                 return (0);
2178                 }
2179         }
2180
2181         ztest_get_done(zgd, error);
2182
2183         return (error);
2184 }
2185
2186 static void *
2187 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2188 {
2189         char *lr;
2190         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2191
2192         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2193
2194         if (name)
2195                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2196
2197         return (lr);
2198 }
2199
2200 void
2201 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2202 {
2203         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2204
2205         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2210  */
2211 static int
2212 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2213 {
2214         int missing = 0;
2215         int error;
2216         int i;
2217
2218         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2219
2220         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2221                 od->od_object = 0;
2222                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2223                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2224                 if (error) {
2225                         ASSERT(error == ENOENT);
2226                         ASSERT(od->od_object == 0);
2227                         missing++;
2228                 } else {
2229                         dmu_buf_t *db;
2230                         ztest_block_tag_t *bbt;
2231                         dmu_object_info_t doi;
2232
2233                         ASSERT(od->od_object != 0);
2234                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2235
2236                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2237                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2238                             od->od_object, FTAG, &db));
2239                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2240                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2241                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2242                         od->od_type = doi.doi_type;
2243                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2244                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2245                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2246                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2247                 }
2248         }
2249
2250         return (missing);
2251 }
2252
2253 static int
2254 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2255 {
2256         int missing = 0;
2257         int i;
2258
2259         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2260
2261         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2262                 if (missing) {
2263                         od->od_object = 0;
2264                         missing++;
2265                         continue;
2266                 }
2267
2268                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2269
2270                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2271                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2272                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2273                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2274                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2275                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2276                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2277                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2278                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2279
2280                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2281                         ASSERT(missing == 0);
2282                         od->od_object = 0;
2283                         missing++;
2284                 } else {
2285                         od->od_object = lr->lr_foid;
2286                         od->od_type = od->od_crtype;
2287                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2288                         od->od_gen = od->od_crgen;
2289                         ASSERT(od->od_object != 0);
2290                 }
2291
2292                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2293         }
2294
2295         return (missing);
2296 }
2297
2298 static int
2299 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2300 {
2301         int missing = 0;
2302         int error;
2303         int i;
2304
2305         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2306
2307         od += count - 1;
2308
2309         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2310                 if (missing) {
2311                         missing++;
2312                         continue;
2313                 }
2314
2315                 /*
2316                  * No object was found.
2317                  */
2318                 if (od->od_object == 0)
2319                         continue;
2320
2321                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2322
2323                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2324
2325                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2326                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2327                         missing++;
2328                 } else {
2329                         od->od_object = 0;
2330                 }
2331                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2332         }
2333
2334         return (missing);
2335 }
2336
2337 static int
2338 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2339     void *data)
2340 {
2341         lr_write_t *lr;
2342         int error;
2343
2344         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2345
2346         lr->lr_foid = object;
2347         lr->lr_offset = offset;
2348         lr->lr_length = size;
2349         lr->lr_blkoff = 0;
2350         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2351
2352         bcopy(data, lr + 1, size);
2353
2354         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2355
2356         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2357
2358         return (error);
2359 }
2360
2361 static int
2362 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2363 {
2364         lr_truncate_t *lr;
2365         int error;
2366
2367         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2368
2369         lr->lr_foid = object;
2370         lr->lr_offset = offset;
2371         lr->lr_length = size;
2372
2373         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2374
2375         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2376
2377         return (error);
2378 }
2379
2380 static int
2381 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2382 {
2383         lr_setattr_t *lr;
2384         int error;
2385
2386         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2387
2388         lr->lr_foid = object;
2389         lr->lr_size = 0;
2390         lr->lr_mode = 0;
2391
2392         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2393
2394         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2395
2396         return (error);
2397 }
2398
2399 static void
2400 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2401 {
2402         objset_t *os = zd->zd_os;
2403         dmu_tx_t *tx;
2404         uint64_t txg;
2405         ztest_zrl_t *rl;
2406
2407         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2408
2409         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2410         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2411
2412         tx = dmu_tx_create(os);
2413
2414         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2415
2416         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2417
2418         if (txg != 0) {
2419                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2420                 dmu_tx_commit(tx);
2421                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2422         } else {
2423                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2424         }
2425
2426         ztest_range_unlock(zd, rl);
2427         ztest_object_unlock(zd, object);
2428 }
2429
2430 static void
2431 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2432 {
2433         int err;
2434         ztest_block_tag_t wbt;
2435         dmu_object_info_t doi;
2436         enum ztest_io_type io_type;
2437         uint64_t blocksize;
2438         void *data;
2439
2440         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2441         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2442         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2443
2444         /*
2445          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2446          */
2447         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2448         if (ztest_random(2) == 0)
2449                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2450
2451         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2452
2453         switch (io_type) {
2454
2455         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2456                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2457                     offset, 0, 0, 0);
2458                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2459                 break;
2460
2461         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2462                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2463                 if (ztest_random(2) == 0) {
2464                         /*
2465                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2466                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2467                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2468                          */
2469                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2470                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2471                 }
2472                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2473                 break;
2474
2475         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2476                 bzero(data, blocksize);
2477                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2478                 break;
2479
2480         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2481                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2482                 break;
2483
2484         case ZTEST_IO_SETATTR:
2485                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2486                 break;
2487         default:
2488                 break;
2489
2490         case ZTEST_IO_REWRITE:
2491                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2492                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2493                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2494                     B_FALSE);
2495                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2496                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2497                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2498                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2499                     B_FALSE);
2500                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2501                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2502
2503                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2504                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2505
2506                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2507                 break;
2508         }
2509
2510         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2511
2512         umem_free(data, blocksize);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Initialize an object description template.
2517  */
2518 static void
2519 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2520     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2521     uint64_t gen)
2522 {
2523         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2524         od->od_object = 0;
2525
2526         od->od_crtype = type;
2527         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2528         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2529         od->od_crgen = gen;
2530
2531         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2532         od->od_blocksize = 0;
2533         od->od_gen = 0;
2534
2535         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2536             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2541  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2542  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2543  * use the existing objects.
2544  */
2545 static int
2546 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2547 {
2548         int count = size / sizeof (*od);
2549         int rv = 0;
2550
2551         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2552         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2553             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2554             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2555                 rv = -1;
2556         zd->zd_od = od;
2557         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2558
2559         return (rv);
2560 }
2561
2562 /* ARGSUSED */
2563 void
2564 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2565 {
2566         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2567
2568         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2569
2570         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2571
2572         /*
2573          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2574          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2575          * will verify that the log really does contain this record.
2576          */
2577         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2578         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2579         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2580         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2581         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2582
2583         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2584 }
2585
2586 /*
2587  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2588  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2589  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2590  */
2591 /* ARGSUSED */
2592 void
2593 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2594 {
2595         objset_t *os = zd->zd_os;
2596
2597         /*
2598          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2599          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2600          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2601          */
2602         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2603         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2604
2605         /* zfsvfs_teardown() */
2606         zil_close(zd->zd_zilog);
2607
2608         /* zfsvfs_setup() */
2609         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2610         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2611
2612         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2613         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2618  * or create a pool with a bad vdev spec.
2619  */
2620 /* ARGSUSED */
2621 void
2622 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2623 {
2624         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2625         spa_t *spa;
2626         nvlist_t *nvroot;
2627
2628         /*
2629          * Attempt to create using a bad file.
2630          */
2631         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2632         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2633             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2634         nvlist_free(nvroot);
2635
2636         /*
2637          * Attempt to create using a bad mirror.
2638          */
2639         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2640         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2641             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2642         nvlist_free(nvroot);
2643
2644         /*
2645          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2646          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2647          */
2648         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2649         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2650         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2651         nvlist_free(nvroot);
2652         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2653         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2654         spa_close(spa, FTAG);
2655
2656         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2657 }
2658
2659 /* ARGSUSED */
2660 void
2661 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2662 {
2663         spa_t *spa;
2664         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2665         uint64_t version, newversion;
2666         nvlist_t *nvroot, *props;
2667         char *name;
2668
2669         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2670         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2671
2672         /*
2673          * Clean up from previous runs.
2674          */
2675         (void) spa_destroy(name);
2676
2677         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2678             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2679
2680         /*
2681          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2682          * the initial version is capable of supporting that feature.
2683          */
2684         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2685         case 0:
2686         case 1:
2687                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2688                 break;
2689         case 2:
2690                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2691                 break;
2692         case 3:
2693                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2694                 break;
2695         }
2696
2697         /*
2698          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2699          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2700          */
2701         do {
2702                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2703         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2704
2705         props = fnvlist_alloc();
2706         fnvlist_add_uint64(props,
2707             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2708         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2709         fnvlist_free(nvroot);
2710         fnvlist_free(props);
2711
2712         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2713         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2714         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2715
2716         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2717                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2718                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2719         }
2720
2721         spa_upgrade(spa, newversion);
2722         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2723         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2724             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2725         spa_close(spa, FTAG);
2726
2727         strfree(name);
2728         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2729 }
2730
2731 static vdev_t *
2732 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2733 {
2734         vdev_t *mvd;
2735         int c;
2736
2737         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2738                 return (vd);
2739
2740         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2741                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2742                     NULL)
2743                         return (mvd);
2744
2745         return (NULL);
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2750  */
2751 int
2752 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2753 {
2754         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2755         int c;
2756
2757         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2758
2759         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2760                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2761
2762                 if (cvd->vdev_ishole)
2763                         break;
2764         }
2765         return (c);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Verify that vdev_add() works as expected.
2770  */
2771 /* ARGSUSED */
2772 void
2773 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2774 {
2775         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2776         spa_t *spa = ztest_spa;
2777         uint64_t leaves;
2778         uint64_t guid;
2779         nvlist_t *nvroot;
2780         int error;
2781
2782         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2783         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2784
2785         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2786
2787         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2788
2789         /*
2790          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2791          */
2792         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2793                 /*
2794                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2795                  */
2796                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2797
2798                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2799
2800                 /*
2801                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2802                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2803                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2804                  * grab a reference on the dataset which may cause
2805                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2806                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2807                  */
2808                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2809                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2810                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2811
2812                 if (error && error != EEXIST)
2813                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2814         } else {
2815                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2816
2817                 /*
2818                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2819                  */
2820                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2821                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2822                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2823                     zs->zs_mirrors, 1);
2824
2825                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2826                 nvlist_free(nvroot);
2827
2828                 if (error == ENOSPC)
2829                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2830                 else if (error != 0)
2831                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2832         }
2833
2834         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2839  */
2840 /* ARGSUSED */
2841 void
2842 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2843 {
2844         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2845         spa_t *spa = ztest_spa;
2846         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2847         spa_aux_vdev_t *sav;
2848         char *aux;
2849         char *path;
2850         uint64_t guid = 0;
2851         int error;
2852
2853         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2854
2855         if (ztest_random(2) == 0) {
2856                 sav = &spa->spa_spares;
2857                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2858         } else {
2859                 sav = &spa->spa_l2cache;
2860                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2861         }
2862
2863         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2864
2865         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2866
2867         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2868                 /*
2869                  * Pick a random device to remove.
2870                  */
2871                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2872         } else {
2873                 /*
2874                  * Find an unused device we can add.
2875                  */
2876                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2877                 for (;;) {
2878                         int c;
2879                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2880                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2881                             zs->zs_vdev_aux);
2882                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2883                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2884                                     path) == 0)
2885                                         break;
2886                         if (c == sav->sav_count &&
2887                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2888                                 break;
2889                         zs->zs_vdev_aux++;
2890                 }
2891         }
2892
2893         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2894
2895         if (guid == 0) {
2896                 /*
2897                  * Add a new device.
2898                  */
2899                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2900                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2901                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2902                 if (error != 0)
2903                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2904                 nvlist_free(nvroot);
2905         } else {
2906                 /*
2907                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2908                  * vdev state first to make sure we handle removal
2909                  * of devices that have pending state changes.
2910                  */
2911                 if (ztest_random(2) == 0)
2912                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2913
2914                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2915                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2916                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2917         }
2918
2919         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2920
2921         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2926  */
2927 /* ARGSUSED */
2928 void
2929 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2930 {
2931         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2932         spa_t *spa = ztest_spa;
2933         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2934         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2935         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2936         int error = 0;
2937
2938         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2939
2940         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2941         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2942                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2943                 return;
2944         }
2945
2946         /* clean up the old pool, if any */
2947         (void) spa_destroy("splitp");
2948
2949         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2950
2951         /* generate a config from the existing config */
2952         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2953         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2954             &tree) == 0);
2955         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2956
2957         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2958             &children) == 0);
2959
2960         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2961         for (c = 0; c < children; c++) {
2962                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2963                 nvlist_t **mchild;
2964                 uint_t mchildren;
2965
2966                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2967                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2968                             0) == 0);
2969                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2970                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2971                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2972                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2973                         if (lastlogid == 0)
2974                                 lastlogid = schildren;
2975                         ++schildren;
2976                         continue;
2977                 }
2978                 lastlogid = 0;
2979                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2980                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2981                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2982         }
2983
2984         /* OK, create a config that can be used to split */
2985         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2986         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2987             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2988         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2989             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2990
2991         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2992         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2993
2994         for (c = 0; c < schildren; c++)
2995                 nvlist_free(schild[c]);
2996         free(schild);
2997         nvlist_free(split);
2998
2999         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3000
3001         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
3002         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3003         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3004
3005         nvlist_free(config);
3006
3007         if (error == 0) {
3008                 (void) printf("successful split - results:\n");
3009                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3010                 show_pool_stats(spa);
3011                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3012                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3013                 ++zs->zs_splits;
3014                 --zs->zs_mirrors;
3015         }
3016         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3017
3018 }
3019
3020 /*
3021  * Verify that we can attach and detach devices.
3022  */
3023 /* ARGSUSED */
3024 void
3025 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3026 {
3027         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3028         spa_t *spa = ztest_spa;
3029         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3030         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3031         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3032         nvlist_t *root;
3033         uint64_t leaves;
3034         uint64_t leaf, top;
3035         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3036         uint64_t oldguid, pguid;
3037         uint64_t oldsize, newsize;
3038         char *oldpath, *newpath;
3039         int replacing;
3040         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3041         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3042         int oldvd_is_log;
3043         int error, expected_error;
3044
3045         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3046         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3047
3048         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3049         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3050
3051         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3052
3053         /*
3054          * Decide whether to do an attach or a replace.
3055          */
3056         replacing = ztest_random(2);
3057
3058         /*
3059          * Pick a random top-level vdev.
3060          */
3061         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3062
3063         /*
3064          * Pick a random leaf within it.
3065          */
3066         leaf = ztest_random(leaves);
3067
3068         /*
3069          * Locate this vdev.
3070          */
3071         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3072         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3073                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3074                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3075                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3076         }
3077         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3078                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3079                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3080                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3081         }
3082
3083         /*
3084          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3085          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3086          */
3087         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3088                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3089                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3090                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3091         }
3092
3093         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3094         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3095         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3096         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3097         pvd = oldvd->vdev_parent;
3098         pguid = pvd->vdev_guid;
3099
3100         /*
3101          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3102          */
3103         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3104                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3105                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3106                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3107                     error != ENOTSUP)
3108                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3109                 goto out;
3110         }
3111
3112         /*
3113          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3114          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3115          */
3116         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3117                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3118                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3119                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3120         } else {
3121                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3122                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3123                     top * leaves + leaf);
3124                 if (ztest_random(2) == 0)
3125                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3126                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3127         }
3128
3129         if (newvd) {
3130                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3131         } else {
3132                 /*
3133                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3134                  * If it's smaller, the attach should fail.
3135                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3136                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3137                  */
3138                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3139         }
3140
3141         /*
3142          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3143          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3144          *
3145          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3146          *
3147          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3148          */
3149         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3150             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3151             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3152             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3153                 expected_error = ENOTSUP;
3154         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3155                 expected_error = ENOTSUP;
3156         else if (newvd == oldvd)
3157                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3158         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3159                 expected_error = EBUSY;
3160         else if (newsize < oldsize)
3161                 expected_error = EOVERFLOW;
3162         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3163                 expected_error = EDOM;
3164         else
3165                 expected_error = 0;
3166
3167         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3168
3169         /*
3170          * Build the nvlist describing newpath.
3171          */
3172         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3173             ashift, 0, 0, 0, 1);
3174
3175         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3176
3177         nvlist_free(root);
3178
3179         /*
3180          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3181          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3182          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3183          */
3184         if (expected_error == ENOTSUP &&
3185             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3186                 expected_error = error;
3187
3188         /*
3189          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3190          */
3191         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3192                 expected_error = error;
3193
3194         /* XXX workaround 6690467 */
3195         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3196                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3197                     "returned %d, expected %d",
3198                     oldpath, oldsize, newpath,
3199                     newsize, replacing, error, expected_error);
3200         }
3201 out:
3202         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3203
3204         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3205         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3210  */
3211 vdev_t *
3212 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3213 {
3214         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3215         size_t *newsize = arg;
3216         size_t fsize;
3217         int fd;
3218
3219         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3220         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3221
3222         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3223                 return (vd);
3224
3225         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3226         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3227
3228         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3229                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3230                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3231         }
3232         (void) close(fd);
3233         return (NULL);
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3238  */
3239 /* ARGSUSED */
3240 vdev_t *
3241 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3242 {
3243         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3244         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3245         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3246         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3247         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3248         int error;
3249
3250         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3251         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3252
3253         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3254         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3255         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3256         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3257
3258         /*
3259          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3260          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3261          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3262          */
3263         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3264                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3265                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3266                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3267                 }
3268                 return (vd);
3269         }
3270         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3271
3272         /*
3273          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3274          * still talking to the original vdev. It's possible this
3275          * vdev may have been detached/replaced while we were
3276          * trying to online it.
3277          */
3278         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3279                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3280                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3281                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3282                             "got gen %llu\n",
3283                             (u_longlong_t)guid,
3284                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3285                             (u_longlong_t)generation,
3286                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3287                 }
3288                 return (vd);
3289         }
3290         return (NULL);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3295  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3296  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3297  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3298  * leaf vdev we encounter.
3299  */
3300 vdev_t *
3301 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3302 {
3303         uint_t c;
3304
3305         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3306                 if (func == NULL)
3307                         return (vd);
3308                 else
3309                         return (func(vd, arg));
3310         }
3311
3312         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3313                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3314                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3315                         return (cvd);
3316         }
3317         return (NULL);
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3322  */
3323 /* ARGSUSED */
3324 void
3325 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3326 {
3327         spa_t *spa = ztest_spa;
3328         vdev_t *vd, *tvd;
3329         metaslab_class_t *mc;
3330         metaslab_group_t *mg;
3331         size_t psize, newsize;
3332         uint64_t top;
3333         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3334
3335         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3336         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3337
3338         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3339
3340         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3341         mg = tvd->vdev_mg;
3342         mc = mg->mg_class;
3343         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3344         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3345
3346         /*
3347          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3348          * our top-level device.
3349          */
3350         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3351         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3352         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3353
3354         psize = vd->vdev_psize;
3355
3356         /*
3357          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3358          * original size, and it has a valid psize.
3359          */
3360         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3361             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3362                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3363                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3364                 return;
3365         }
3366         ASSERT(psize > 0);
3367         newsize = psize + psize / 8;
3368         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3369
3370         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3371                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3372                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3373         }
3374
3375         /*
3376          * Growing the vdev is a two step process:
3377          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3378          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3379          */
3380         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3381             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3382             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3383                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3384                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3385                             "the vdev configuration changed.\n");
3386                 }
3387                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3388                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3389                 return;
3390         }
3391
3392         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3393
3394         /*
3395          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3396          * thus we must wait for the async thread to complete any
3397          * pending tasks before proceeding.
3398          */
3399         for (;;) {
3400                 boolean_t done;
3401                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3402                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3403                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3404                 if (done)
3405                         break;
3406                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3407                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3408         }
3409
3410         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3411
3412         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3413         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3414         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3415
3416         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3417                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3418                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3419                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3420                 }
3421                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3422                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3423                 return;
3424         }
3425
3426         /*
3427          * Make sure we were able to grow the vdev.
3428          */
3429         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3430                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3431                     old_ms_count, new_ms_count);
3432
3433         /*
3434          * Make sure we were able to grow the pool.
3435          */
3436         if (new_class_space <= old_class_space)
3437                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3438                     old_class_space, new_class_space);
3439
3440         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3441                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3442
3443                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3444                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3445                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3446                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3447         }
3448
3449         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3450         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3455  */
3456 /* ARGSUSED */
3457 static void
3458 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3459 {
3460         /*
3461          * Create the objects common to all ztest datasets.
3462          */
3463         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3464             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3465 }
3466
3467 static int
3468 ztest_dataset_create(char *dsname)
3469 {
3470         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3471         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3472             ztest_objset_create_cb, NULL);
3473
3474         if (err || zilset < 80)
3475                 return (err);
3476
3477         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3478                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3479         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3480             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3481 }
3482
3483 /* ARGSUSED */
3484 static int
3485 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3486 {
3487         objset_t *os;
3488         dmu_object_info_t doi;
3489         int error;
3490
3491         /*
3492          * Verify that the dataset contains a directory object.
3493          */
3494         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3495         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3496         if (error != ENOENT) {
3497                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3498                 ASSERT0(error);
3499                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3500                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3501         }
3502         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3503
3504         /*
3505          * Destroy the dataset.
3506          */
3507         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3508                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
3509         } else {
3510                 error = dsl_destroy_head(name);
3511                 /* There could be a hold on this dataset */
3512                 if (error != EBUSY)
3513                         ASSERT0(error);
3514         }
3515         return (0);
3516 }
3517
3518 static boolean_t
3519 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3520 {
3521         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3522         int error;
3523
3524         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3525
3526         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3527         if (error == ENOSPC) {
3528                 ztest_record_enospc(FTAG);
3529                 return (B_FALSE);
3530         }
3531         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3532                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3533                     snapname, error);
3534         }
3535         return (B_TRUE);
3536 }
3537
3538 static boolean_t
3539 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3540 {
3541         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3542         int error;
3543
3544         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3545             (u_longlong_t)id);
3546
3547         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3548         if (error != 0 && error != ENOENT)
3549                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3550         return (B_TRUE);
3551 }
3552
3553 /* ARGSUSED */
3554 void
3555 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3556 {
3557         ztest_ds_t *zdtmp;
3558         int iters;
3559         int error;
3560         objset_t *os, *os2;
3561         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3562         zilog_t *zilog;
3563         int i;
3564
3565         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3566
3567         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3568
3569         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3570             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3571
3572         /*
3573          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3574          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3575          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3576          */
3577         if (ztest_random(2) == 0 &&
3578             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3579                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3580                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3581                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3582                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3583         }
3584
3585         /*
3586          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3587          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3588          * and all of its snapshots.
3589          */
3590         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3591             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3592
3593         /*
3594          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3595          */
3596         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3597             FTAG, &os));
3598
3599         /*
3600          * Verify that we can create a new dataset.
3601          */
3602         error = ztest_dataset_create(name);
3603         if (error) {
3604                 if (error == ENOSPC) {
3605                         ztest_record_enospc(FTAG);
3606                         goto out;
3607                 }
3608                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3609         }
3610
3611         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3612
3613         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3614
3615         /*
3616          * Open the intent log for it.
3617          */
3618         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3619
3620         /*
3621          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3622          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3623          */
3624         iters = ztest_random(5);
3625         for (i = 0; i < iters; i++) {
3626                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3627                 if (ztest_random(iters) == 0)
3628                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3629         }
3630
3631         /*
3632          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3633          */
3634         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3635             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3636
3637         /*
3638          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3639          */
3640         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3641         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3642
3643         /*
3644          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3645          */
3646         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3647             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3648
3649         zil_close(zilog);
3650         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3651         ztest_zd_fini(zdtmp);
3652 out:
3653         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3654
3655         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3660  */
3661 void
3662 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3663 {
3664         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3665         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3666         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3667         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3672  */
3673 void
3674 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3675 {
3676         char *snap1name;
3677         char *clone1name;
3678         char *snap2name;
3679         char *clone2name;
3680         char *snap3name;
3681         int error;
3682
3683         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3684         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3685         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3686         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3687         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3688
3689         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3690             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3691         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3692             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3693         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3694             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3695         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3696             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3697         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3698             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3699
3700         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3701         if (error && error != ENOENT)
3702                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3703         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3704         if (error && error != ENOENT)
3705                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3706         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3707         if (error && error != ENOENT)
3708                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3709         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3710         if (error && error != ENOENT)
3711                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3712         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3713         if (error && error != ENOENT)
3714                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3715
3716         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3717         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3718         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3719         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3720         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3721 }
3722
3723 /*
3724  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3725  */
3726 void
3727 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3728 {
3729         objset_t *os;
3730         char *snap1name;
3731         char *clone1name;
3732         char *snap2name;
3733         char *clone2name;
3734         char *snap3name;
3735         char *osname = zd->zd_name;
3736         int error;
3737
3738         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3739         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3740         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3741         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3742         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3743
3744         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3745
3746         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3747
3748         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3749             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3750         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3751             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3752         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3753             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3754         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3755             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3756         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3757             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3758
3759         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3760         if (error && error != EEXIST) {
3761                 if (error == ENOSPC) {
3762                         ztest_record_enospc(FTAG);
3763                         goto out;
3764                 }
3765                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3766         }
3767
3768         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3769         if (error) {
3770                 if (error == ENOSPC) {
3771                         ztest_record_enospc(FTAG);
3772                         goto out;
3773                 }
3774                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3775         }
3776
3777         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3778         if (error && error != EEXIST) {
3779                 if (error == ENOSPC) {
3780                         ztest_record_enospc(FTAG);
3781                         goto out;
3782                 }
3783                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3784         }
3785
3786         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3787         if (error && error != EEXIST) {
3788                 if (error == ENOSPC) {
3789                         ztest_record_enospc(FTAG);
3790                         goto out;
3791                 }
3792                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3793         }
3794
3795         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3796         if (error) {
3797                 if (error == ENOSPC) {
3798                         ztest_record_enospc(FTAG);
3799                         goto out;
3800                 }
3801                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3802         }
3803
3804         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3805         if (error)
3806                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3807         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3808         if (error == ENOSPC) {
3809                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3810                 ztest_record_enospc(FTAG);
3811                 goto out;
3812         }
3813         if (error != EBUSY)
3814                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3815                     error);
3816         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3817
3818 out:
3819         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3820
3821         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3822
3823         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3824         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3825         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3826         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3827         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3828 }
3829
3830 #undef OD_ARRAY_SIZE
3831 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3832
3833 /*
3834  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3835  */
3836 void
3837 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3838 {
3839         ztest_od_t *od;
3840         int batchsize;
3841         int size;
3842         int b;
3843
3844         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3845         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3846         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3847
3848         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3849                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
3850                     0, 0, 0);
3851
3852         /*
3853          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3854          * and do some I/O on the new objects.
3855          */
3856         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3857                 return;
3858
3859         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3860                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3861                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3862
3863         umem_free(od, size);
3864 }
3865
3866 #undef OD_ARRAY_SIZE
3867 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3868
3869 /*
3870  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3871  */
3872 void
3873 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3874 {
3875         int size;
3876         ztest_od_t *od;
3877
3878         objset_t *os = zd->zd_os;
3879         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3880         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3881         dmu_tx_t *tx;
3882         int i, freeit, error;
3883         uint64_t n, s, txg;
3884         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3885         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3886         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3887         uint64_t regions = 997;
3888         uint64_t stride = 123456789ULL;
3889         uint64_t width = 40;
3890         int free_percent = 5;
3891
3892         /*
3893          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3894          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3895          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3896          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3897          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3898          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3899          *
3900          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3901          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3902          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3903          *
3904          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3905          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3906          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3907          *
3908          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3909          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3910          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3911          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3912          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3913          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3914          */
3915
3916         /*
3917          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3918          */
3919         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
3920         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
3921             chunksize);
3922
3923         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3924                 umem_free(od, size);
3925                 return;
3926         }
3927
3928         bigobj = od[0].od_object;
3929         packobj = od[1].od_object;
3930         chunksize = od[0].od_gen;
3931         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3932
3933         /*
3934          * Prefetch a random chunk of the big object.
3935          * Our aim here is to get some async reads in flight
3936          * for blocks that we may free below; the DMU should
3937          * handle this race correctly.
3938          */
3939         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3940         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3941         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3942             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3943
3944         /*
3945          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3946          */
3947         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3948         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3949
3950         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3951         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3952
3953         bigoff = n * chunksize;
3954         bigsize = s * chunksize;
3955
3956         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3957         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3958
3959         /*
3960          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3961          * overwriting it.
3962          */
3963         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3964
3965         /*
3966          * Read the current contents of our objects.
3967          */
3968         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3969             DMU_READ_PREFETCH);
3970         ASSERT0(error);
3971         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3972             DMU_READ_PREFETCH);
3973         ASSERT0(error);
3974
3975         /*
3976          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3977          */
3978         tx = dmu_tx_create(os);
3979
3980         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3981
3982         if (freeit)
3983                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3984         else
3985                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3986
3987         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3988         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3989
3990         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3991         if (txg == 0) {
3992                 umem_free(packbuf, packsize);
3993                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3994                 umem_free(od, size);
3995                 return;
3996         }
3997
3998         enum zio_checksum cksum;
3999         do {
4000                 cksum = (enum zio_checksum)
4001                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4002         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4003         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4004
4005         enum zio_compress comp;
4006         do {
4007                 comp = (enum zio_compress)
4008                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4009         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4010         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4011
4012         /*
4013          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4014          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4015          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4016          * with the new values we want to write out.
4017          */
4018         for (i = 0; i < s; i++) {
4019                 /* LINTED */
4020                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4021                 /* LINTED */
4022                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4023                 /* LINTED */
4024                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4025
4026                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4027                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4028
4029                 if (pack->bw_txg > txg)
4030                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4031                             pack->bw_txg, txg);
4032
4033                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4034                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4035                             pack->bw_index, n, i);
4036
4037                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4038                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4039
4040                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4041                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4042
4043                 if (freeit) {
4044                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4045                 } else {
4046                         pack->bw_index = n + i;
4047                         pack->bw_txg = txg;
4048                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4049                 }
4050                 *bigH = *pack;
4051                 *bigT = *pack;
4052         }
4053
4054         /*
4055          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4056          * Now write them out.
4057          */
4058         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4059
4060         if (freeit) {
4061                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4062                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4063                             " txg %llx\n",
4064                             (u_longlong_t)bigoff,
4065                             (u_longlong_t)bigsize,
4066                             (u_longlong_t)txg);
4067                 }
4068                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4069         } else {
4070                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4071                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4072                             " txg %llx\n",
4073                             (u_longlong_t)bigoff,
4074                             (u_longlong_t)bigsize,
4075                             (u_longlong_t)txg);
4076                 }
4077                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4078         }
4079
4080         dmu_tx_commit(tx);
4081
4082         /*
4083          * Sanity check the stuff we just wrote.
4084          */
4085         {
4086                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4087                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4088
4089                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4090                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4091                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4092                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4093
4094                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4095                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4096
4097                 umem_free(packcheck, packsize);
4098                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4099         }
4100
4101         umem_free(packbuf, packsize);
4102         umem_free(bigbuf, bigsize);
4103         umem_free(od, size);
4104 }
4105
4106 void
4107 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4108     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4109 {
4110         uint64_t i;
4111         bufwad_t *pack;
4112         bufwad_t *bigH;
4113         bufwad_t *bigT;
4114
4115         /*
4116          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4117          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4118          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4119          * with the new values we want to write out.
4120          */
4121         for (i = 0; i < s; i++) {
4122                 /* LINTED */
4123                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4124                 /* LINTED */
4125                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4126                 /* LINTED */
4127                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4128
4129                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4130                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4131
4132                 if (pack->bw_txg > txg)
4133                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4134                             pack->bw_txg, txg);
4135
4136                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4137                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4138                             pack->bw_index, n, i);
4139
4140                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4141                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4142
4143                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4144                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4145
4146                 pack->bw_index = n + i;
4147                 pack->bw_txg = txg;
4148                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4149
4150                 *bigH = *pack;
4151                 *bigT = *pack;
4152         }
4153 }
4154
4155 #undef OD_ARRAY_SIZE
4156 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4157
4158 void
4159 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4160 {
4161         objset_t *os = zd->zd_os;
4162         ztest_od_t *od;
4163         dmu_tx_t *tx;
4164         uint64_t i;
4165         int error;
4166         int size;
4167         uint64_t n, s, txg;
4168         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4169         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4170         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4171         uint64_t chunksize = blocksize;
4172         uint64_t regions = 997;
4173         uint64_t stride = 123456789ULL;
4174         uint64_t width = 9;
4175         dmu_buf_t *bonus_db;
4176         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4177         dmu_object_info_t doi;
4178
4179         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4180         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4181
4182         /*
4183          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4184          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4185          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4186          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4187          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4188          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4189          *
4190          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4191          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4192          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4193          *
4194          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4195          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4196          */
4197
4198         /*
4199          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4200          */
4201         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4202         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4203             chunksize);
4204
4205
4206         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4207                 umem_free(od, size);
4208                 return;
4209         }
4210
4211         bigobj = od[0].od_object;
4212         packobj = od[1].od_object;
4213         blocksize = od[0].od_blocksize;
4214         chunksize = blocksize;
4215         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4216
4217         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4218         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4219         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4220         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4221
4222         /*
4223          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4224          */
4225         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4226         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4227
4228         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4229         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4230
4231         bigoff = n * chunksize;
4232         bigsize = s * chunksize;
4233
4234         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4235         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4236
4237         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4238
4239         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4240
4241         /*
4242          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4243          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4244          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4245          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4246          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4247          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4248          * Iteration 6 one more zcopy write.
4249          */
4250         for (i = 0; i < 7; i++) {
4251                 uint64_t j;
4252                 uint64_t off;
4253
4254                 /*
4255                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4256                  * that don't match bigobj blksz to test
4257                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4258                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4259                  */
4260                 for (j = 0; j < s; j++) {
4261                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4262                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4263                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4264                         } else {
4265                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4266                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4267                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4268                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4269                         }
4270                 }
4271
4272                 /*
4273                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4274                  */
4275                 tx = dmu_tx_create(os);
4276
4277                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4278                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4279
4280                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4281                 if (txg == 0) {
4282                         umem_free(packbuf, packsize);
4283                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4284                         for (j = 0; j < s; j++) {
4285                                 if (i != 5 ||
4286                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4287                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4288                                 } else {
4289                                         dmu_return_arcbuf(
4290                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4291                                         dmu_return_arcbuf(
4292                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4293                                 }
4294                         }
4295                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4296                         umem_free(od, size);
4297                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4298                         return;
4299                 }
4300
4301                 /*
4302                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4303                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4304                  * existing dbufs for the specified offsets.
4305                  */
4306                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4307                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4308                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4309                         ASSERT0(error);
4310                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4311                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4312                         ASSERT0(error);
4313                 }
4314                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4315                     n, chunksize, txg);
4316
4317                 /*
4318                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4319                  * Now write them out.
4320                  */
4321                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4322                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4323                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4324                             " txg %llx\n",
4325                             (u_longlong_t)bigoff,
4326                             (u_longlong_t)bigsize,
4327                             (u_longlong_t)txg);
4328                 }
4329                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4330                         dmu_buf_t *dbt;
4331                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4332                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4333                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4334                         } else {
4335                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4336                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4337                                     chunksize / 2);
4338                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4339                                     chunksize / 2,
4340                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4341                                     chunksize / 2);
4342                         }
4343
4344                         if (i == 1) {
4345                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4346                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4347                         }
4348                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4349                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4350                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4351                         } else {
4352                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4353                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4354                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4355                                     off + chunksize / 2,
4356                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4357                         }
4358                         if (i == 1) {
4359                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4360                         }
4361                 }
4362                 dmu_tx_commit(tx);
4363
4364                 /*
4365                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4366                  */
4367                 {
4368                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4369                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4370
4371                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4372                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4373                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4374                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4375
4376                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4377                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4378
4379                         umem_free(packcheck, packsize);
4380                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4381                 }
4382                 if (i == 2) {
4383                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4384                 } else if (i == 3) {
4385                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4386                 }
4387         }
4388
4389         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4390         umem_free(packbuf, packsize);
4391         umem_free(bigbuf, bigsize);
4392         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4393         umem_free(od, size);
4394 }
4395
4396 /* ARGSUSED */
4397 void
4398 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4399 {
4400         ztest_od_t *od;
4401
4402         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4403         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4404             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4405
4406         /*
4407          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4408          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4409          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4410          */
4411         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4412
4413         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4414                 return;
4415
4416         while (ztest_random(10) != 0)
4417                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4418
4419         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4420 }
4421
4422 void
4423 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4424 {
4425         ztest_od_t *od;
4426         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4427             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4428         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4429         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4430         void *data;
4431
4432         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4433
4434         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4435
4436         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4437             !ztest_random(2)) != 0) {
4438                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4439                 return;
4440         }
4441
4442         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4443                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4444                 return;
4445         }
4446
4447         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4448
4449         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4450
4451         while (ztest_random(count) != 0) {
4452                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4453                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4454                     data) != 0)
4455                         break;
4456                 while (ztest_random(4) != 0)
4457                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4458         }
4459
4460         umem_free(data, blocksize);
4461         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4462 }
4463
4464 /*
4465  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4466  */
4467 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4468 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4469 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4470
4471 void
4472 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4473 {
4474         objset_t *os = zd->zd_os;
4475         ztest_od_t *od;
4476         uint64_t object;
4477         uint64_t txg, last_txg;
4478         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4479         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4480         int i, ints;
4481         dmu_tx_t *tx;
4482         char propname[100], txgname[100];
4483         int error;
4484         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4485
4486         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4487         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4488
4489         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4490             !ztest_random(2)) != 0)
4491                 goto out;
4492
4493         object = od->od_object;
4494
4495         /*
4496          * Generate a known hash collision, and verify that
4497          * we can lookup and remove both entries.
4498          */
4499         tx = dmu_tx_create(os);
4500         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4501         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4502         if (txg == 0)
4503                 goto out;
4504         for (i = 0; i < 2; i++) {
4505                 value[i] = i;
4506                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4507                     1, &value[i], tx));
4508         }
4509         for (i = 0; i < 2; i++) {
4510                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4511                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4512                 VERIFY3U(0, ==,
4513                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4514                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4515                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4516         }
4517         for (i = 0; i < 2; i++) {
4518                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4519         }
4520         dmu_tx_commit(tx);
4521
4522         /*
4523          * Generate a buch of random entries.
4524          */
4525         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4526
4527         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4528         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4529         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4530         bzero(value, sizeof (value));
4531         last_txg = 0;
4532
4533         /*
4534          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4535          */
4536         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4537         if (error == 0) {
4538                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4539                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4540
4541                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4542                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4543
4544                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4545                     &zl_ints) == 0);
4546
4547                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4548                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4549
4550                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4551                     zl_ints, value) == 0);
4552
4553                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4554                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4555                 }
4556         } else {
4557                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4558         }
4559
4560         /*
4561          * Atomically update two entries in our zap object.
4562          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4563          * in which the property was last updated.  The second
4564          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4565          * should be txg + object + n.
4566          */
4567         tx = dmu_tx_create(os);
4568         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4569         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4570         if (txg == 0)
4571                 goto out;
4572
4573         if (last_txg > txg)
4574                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4575
4576         for (i = 0; i < ints; i++)
4577                 value[i] = txg + object + i;
4578
4579         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4580             1, &txg, tx));
4581         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4582             ints, value, tx));
4583
4584         dmu_tx_commit(tx);
4585
4586         /*
4587          * Remove a random pair of entries.
4588          */
4589         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4590         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4591         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4592
4593         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4594
4595         if (error == ENOENT)
4596                 goto out;
4597
4598         ASSERT0(error);
4599
4600         tx = dmu_tx_create(os);
4601         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4602         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4603         if (txg == 0)
4604                 goto out;
4605         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4606         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4607         dmu_tx_commit(tx);
4608 out:
4609         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4610 }
4611
4612 /*
4613  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4614  */
4615 void
4616 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4617 {
4618         objset_t *os = zd->zd_os;
4619         ztest_od_t *od;
4620         uint64_t object, txg;
4621         int i;
4622
4623         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4624         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4625
4626         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4627             !ztest_random(2)) != 0)
4628                 goto out;
4629         object = od->od_object;
4630
4631         /*
4632          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4633          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4634          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4635          */
4636         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4637                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4638                 uint64_t value = i;
4639                 dmu_tx_t *tx;
4640                 int error;
4641
4642                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4643                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4644
4645                 tx = dmu_tx_create(os);
4646                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4647                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4648                 if (txg == 0)
4649                         goto out;
4650                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4651                     &value, tx);
4652                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4653                 dmu_tx_commit(tx);
4654         }
4655 out:
4656         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4657 }
4658
4659 /* ARGSUSED */
4660 void
4661 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4662 {
4663         objset_t *os = zd->zd_os;
4664         ztest_od_t *od;
4665         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4666         dmu_tx_t *tx;
4667         int i, namelen, error;
4668         int micro = ztest_random(2);
4669         char name[20], string_value[20];
4670         void *data;
4671
4672         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4673         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4674
4675         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4676                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4677                 return;
4678         }
4679
4680         object = od->od_object;
4681
4682         /*
4683          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4684          * x is a random printable character and the dots are dots.
4685          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4686          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4687          */
4688         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4689
4690         for (i = 0; i < 3; i++)
4691                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4692         for (; i < namelen - 1; i++)
4693                 name[i] = '.';
4694         name[i] = '\0';
4695
4696         if ((namelen & 1) || micro) {
4697                 wsize = sizeof (txg);
4698                 wc = 1;
4699                 data = &txg;
4700         } else {
4701                 wsize = 1;
4702                 wc = namelen;
4703                 data = string_value;
4704         }
4705
4706         count = -1ULL;
4707         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4708         ASSERT(count != -1ULL);
4709
4710         /*
4711          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4712          */
4713         i = ztest_random(5);
4714
4715         if (i >= 2) {
4716                 tx = dmu_tx_create(os);
4717                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4718                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4719                 if (txg == 0) {
4720                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4721                         return;
4722                 }
4723                 bcopy(name, string_value, namelen);
4724         } else {
4725                 tx = NULL;
4726                 txg = 0;
4727                 bzero(string_value, namelen);
4728         }
4729
4730         switch (i) {
4731
4732         case 0:
4733                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4734                 if (error == 0) {
4735                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4736                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4737                 } else {
4738                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4739                 }
4740                 break;
4741
4742         case 1:
4743                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4744                 if (error == 0) {
4745                         if (data == string_value &&
4746                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4747                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4748                                     name, data, namelen);
4749                 } else {
4750                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4751                 }
4752                 break;
4753
4754         case 2:
4755                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4756                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4757                 break;
4758
4759         case 3:
4760                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4761                 break;
4762
4763         case 4:
4764                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4765                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4766                 break;
4767         }
4768
4769         if (tx != NULL)
4770                 dmu_tx_commit(tx);
4771
4772         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4773 }
4774
4775 /*
4776  * Commit callback data.
4777  */
4778 typedef struct ztest_cb_data {
4779         list_node_t             zcd_node;
4780         uint64_t                zcd_txg;
4781         int                     zcd_expected_err;
4782         boolean_t               zcd_added;
4783         boolean_t               zcd_called;
4784         spa_t                   *zcd_spa;
4785 } ztest_cb_data_t;
4786
4787 /* This is the actual commit callback function */
4788 static void
4789 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4790 {
4791         ztest_cb_data_t *data = arg;
4792         uint64_t synced_txg;
4793
4794         VERIFY(data != NULL);
4795         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4796         VERIFY(!data->zcd_called);
4797
4798         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4799         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4800                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4801                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4802                     synced_txg);
4803
4804         data->zcd_called = B_TRUE;
4805
4806         if (error == ECANCELED) {
4807                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4808                 ASSERT(!data->zcd_added);
4809
4810                 /*
4811                  * The private callback data should be destroyed here, but
4812                  * since we are going to check the zcd_called field after
4813                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4814                  */
4815                 return;
4816         }
4817
4818         ASSERT(data->zcd_added);
4819         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4820
4821         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4822
4823         /* See if this cb was called more quickly */
4824         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4825                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4826
4827         /* Remove our callback from the list */
4828         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4829
4830         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4831
4832         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4833 }
4834
4835 /* Allocate and initialize callback data structure */
4836 static ztest_cb_data_t *
4837 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4838 {
4839         ztest_cb_data_t *cb_data;
4840
4841         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4842
4843         cb_data->zcd_txg = txg;
4844         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4845         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4846
4847         return (cb_data);
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Commit callback test.
4852  */
4853 void
4854 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4855 {
4856         objset_t *os = zd->zd_os;
4857         ztest_od_t *od;
4858         dmu_tx_t *tx;
4859         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4860         uint64_t old_txg, txg;
4861         int i, error = 0;
4862
4863         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4864         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4865
4866         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4867                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4868                 return;
4869         }
4870
4871         tx = dmu_tx_create(os);
4872
4873         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4874         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4875
4876         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4877
4878         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4879         if (ztest_random(100) == 0)
4880                 error = -1;
4881
4882         if (!error)
4883                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4884
4885         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4886
4887         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4888         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4889         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4890
4891         if (error) {
4892                 /*
4893                  * It's not a strict requirement to call the registered
4894                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4895                  * it's supposed to happen in the current implementation
4896                  * so we will check for that.
4897                  */
4898                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4899                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4900                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4901                 }
4902
4903                 dmu_tx_abort(tx);
4904
4905                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4906                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4907                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4908                 }
4909
4910                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4911                 return;
4912         }
4913
4914         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4915         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4916
4917         /*
4918          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4919          */
4920         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4921             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4922
4923         if (old_txg > txg)
4924                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4925                     old_txg, txg);
4926
4927         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4928
4929         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4930
4931         /*
4932          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4933          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4934          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4935          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4936          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4937          * implementation.
4938          *
4939          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4940          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4941          * implementation bug..
4942          */
4943         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4944         if (tmp_cb != NULL &&
4945             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4946                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4947                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4948         }
4949
4950         /*
4951          * Let's find the place to insert our callbacks.
4952          *
4953          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4954          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4955          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4956          * (from other objsets) may have sneaked in.
4957          */
4958         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4959         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4960                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4961
4962         /* Add the 3 callbacks to the list */
4963         for (i = 0; i < 3; i++) {
4964                 if (tmp_cb == NULL)
4965                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4966                 else
4967                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4968                             cb_data[i]);
4969
4970                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4971                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4972
4973                 tmp_cb = cb_data[i];
4974         }
4975
4976         zc_cb_counter += 3;
4977
4978         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4979
4980         dmu_tx_commit(tx);
4981
4982         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4983 }
4984
4985 /*
4986  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
4987  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
4988  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
4989  */
4990 void
4991 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4992 {
4993         objset_t *os = zd->zd_os;
4994         uint64_t obj;
4995         int err = 0;
4996
4997         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
4998                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
4999                 dmu_object_info_t doi;
5000                 dmu_buf_t *db;
5001
5002                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0)
5003                         continue;
5004
5005                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5006                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5007                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5008
5009                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5010                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5011                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5012                             bt->bt_crtxg);
5013                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5014                 }
5015
5016                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5017         }
5018 }
5019
5020 /* ARGSUSED */
5021 void
5022 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5023 {
5024         zfs_prop_t proplist[] = {
5025                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5026                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5027                 ZFS_PROP_COPIES,
5028                 ZFS_PROP_DEDUP
5029         };
5030         int p;
5031
5032         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5033
5034         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5035                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5036                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5037
5038         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5039             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5040
5041         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5042 }
5043
5044 /* ARGSUSED */
5045 void
5046 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5047 {
5048         nvlist_t *props = NULL;
5049
5050         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5051
5052         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5053             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5054
5055         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5056
5057         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5058                 dump_nvlist(props, 4);
5059
5060         nvlist_free(props);
5061
5062         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5063 }
5064
5065 static int
5066 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5067 {
5068         nvlist_t *snaps, *holds;
5069         int error;
5070
5071         snaps = fnvlist_alloc();
5072         holds = fnvlist_alloc();
5073         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5074         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5075         fnvlist_free(holds);
5076         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5077         fnvlist_free(snaps);
5078         return (error);
5079 }
5080
5081 /*
5082  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5083  */
5084 void
5085 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5086 {
5087         int error;
5088         objset_t *os = zd->zd_os;
5089         objset_t *origin;
5090         char snapname[100];
5091         char fullname[100];
5092         char clonename[100];
5093         char tag[100];
5094         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5095         nvlist_t *holds;
5096
5097         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5098
5099         dmu_objset_name(os, osname);
5100
5101         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5102             (u_longlong_t)id);
5103         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5104         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5105             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5106         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5107
5108         /*
5109          * Clean up from any previous run.
5110          */
5111         error = dsl_destroy_head(clonename);
5112         if (error != ENOENT)
5113                 ASSERT0(error);
5114         error = user_release_one(fullname, tag);
5115         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5116                 ASSERT0(error);
5117         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5118         if (error != ENOENT)
5119                 ASSERT0(error);
5120
5121         /*
5122          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5123          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5124          */
5125         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5126         if (error) {
5127                 if (error == ENOSPC) {
5128                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5129                         goto out;
5130                 }
5131                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5132         }
5133
5134         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5135         if (error) {
5136                 if (error == ENOSPC) {
5137                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5138                         goto out;
5139                 }
5140                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5141         }
5142
5143         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5144         if (error) {
5145                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5146                     fullname, error);
5147         }
5148
5149         error = dsl_destroy_head(clonename);
5150         if (error)
5151                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5152
5153         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5154         if (error != ENOENT)
5155                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5156
5157         /*
5158          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5159          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5160          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5161          */
5162         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5163         if (error) {
5164                 if (error == ENOSPC) {
5165                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5166                         goto out;
5167                 }
5168                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5169         }
5170
5171         holds = fnvlist_alloc();
5172         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5173         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5174         fnvlist_free(holds);
5175
5176         if (error == ENOSPC) {
5177                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5178                 goto out;
5179         } else if (error) {
5180                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5181                     fullname, tag, error);
5182         }
5183
5184         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5185         if (error != EBUSY) {
5186                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5187                     fullname, error);
5188         }
5189
5190         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5191         if (error) {
5192                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5193                     fullname, error);
5194         }
5195
5196         error = user_release_one(fullname, tag);
5197         if (error)
5198                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5199
5200         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5201
5202 out:
5203         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5204 }
5205
5206 /*
5207  * Inject random faults into the on-disk data.
5208  */
5209 /* ARGSUSED */
5210 void
5211 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5212 {
5213         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5214         spa_t *spa = ztest_spa;
5215         int fd;
5216         uint64_t offset;
5217         uint64_t leaves;
5218         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5219         uint64_t top, leaf;
5220         char *path0;
5221         char *pathrand;
5222         size_t fsize;
5223         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5224         int iters = 1000;
5225         int maxfaults;
5226         int mirror_save;
5227         vdev_t *vd0 = NULL;
5228         uint64_t guid0 = 0;
5229         boolean_t islog = B_FALSE;
5230
5231         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5232         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5233
5234         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5235         maxfaults = MAXFAULTS();
5236         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5237         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5238         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5239
5240         ASSERT(leaves >= 1);
5241
5242         /*
5243          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5244          * which don't like to have their vdevs changed while
5245          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5246          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5247          */
5248         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5249
5250         /*
5251          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5252          */
5253         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5254
5255         if (ztest_random(2) == 0) {
5256                 /*
5257                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5258                  */
5259                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5260                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5261
5262                 /*
5263                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5264                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5265                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5266                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5267                  */
5268                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5269                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5270                     top * leaves + zs->zs_splits);
5271                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5272                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5273                     top * leaves + leaf);
5274
5275                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5276                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5277                         islog = B_TRUE;
5278
5279                 /*
5280                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5281                  * then we only allow faults on the device that is
5282                  * resilvering.
5283                  */
5284                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5285                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5286                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5287                         /*
5288                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5289                          * or unwriteable, or reach behind its back
5290                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5291                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5292                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5293                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5294                          * combination of this with injection of random data
5295                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5296                          */
5297                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5298
5299                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5300                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5301                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5302                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5303                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5304                         } else {
5305                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5306                         }
5307                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5308                 }
5309         } else {
5310                 /*
5311                  * Inject errors on an l2cache device.
5312                  */
5313                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5314
5315                 if (sav->sav_count == 0) {
5316                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5317                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5318                         goto out;
5319                 }
5320                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5321                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5322                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5323                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5324
5325                 leaf = 0;
5326                 leaves = 1;
5327                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5328         }
5329
5330         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5331         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5332
5333         /*
5334          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5335          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5336          */
5337         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5338                 if (ztest_random(10) < 6) {
5339                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5340                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5341
5342                         /*
5343                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5344                          * prevent a race between offlining a slog and
5345                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5346                          * grab a reference on the dataset which may cause
5347                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5348                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5349                          */
5350                         if (islog)
5351                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5352
5353                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5354
5355                         if (islog)
5356                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5357                 } else {
5358                         /*
5359                          * Ideally we would like to be able to randomly
5360                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5361                          * to force unpredictable failures but the side
5362                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5363                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5364                          * prevent a race between injection testing and
5365                          * aux_vdev removal.
5366                          */
5367                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5368                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5369                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5370                 }
5371         }
5372
5373         if (maxfaults == 0)
5374                 goto out;
5375
5376         /*
5377          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5378          */
5379         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5380
5381         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5382                 goto out;
5383
5384         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5385
5386         while (--iters != 0) {
5387                 /*
5388                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5389                  * we do not inject a given logical block with errors
5390                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5391                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5392                  *
5393                  * We divide each leaf into chunks of size
5394                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5395                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5396                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5397                  * The error injection ranges are separated by ranges
5398                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5399                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5400                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5401                  * a target in two different injection ranges (on different
5402                  * leaf vdevs).
5403                  *
5404                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5405                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5406                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5407                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5408                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5409                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5410                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5411                  */
5412                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5413                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5414                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5415
5416                 /*
5417                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
5418                  *
5419                  * If all labels are damaged, the device will be totally
5420                  * inaccessible, which will result in loss of data,
5421                  * because we also damage (parts of) the other side of
5422                  * the mirror/raidz.
5423                  *
5424                  * Additionally, we will always have both an even and an
5425                  * odd label, so that we can handle crashes in the
5426                  * middle of vdev_config_sync().
5427                  */
5428                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
5429                         continue;
5430
5431                 /*
5432                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
5433                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
5434                  * sizeof (vdev_label_t).
5435                  */
5436                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
5437                 if ((leaf & 1) == 1 &&
5438                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
5439                         continue;
5440
5441                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5442                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5443                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5444                         (void) close(fd);
5445                         goto out;
5446                 }
5447
5448                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5449                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5450                             offset, pathrand);
5451
5452                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5453
5454                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5455                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5456                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5457         }
5458
5459         (void) close(fd);
5460 out:
5461         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5462         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5463 }
5464
5465 /*
5466  * Verify that DDT repair works as expected.
5467  */
5468 void
5469 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5470 {
5471         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5472         spa_t *spa = ztest_spa;
5473         objset_t *os = zd->zd_os;
5474         ztest_od_t *od;
5475         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5476         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5477         dmu_buf_t *db;
5478         dmu_tx_t *tx;
5479         abd_t *abd;
5480         blkptr_t blk;
5481         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5482         int i;
5483
5484         blocksize = ztest_random_blocksize();
5485         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5486
5487         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5488         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5489
5490         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5491                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5492                 return;
5493         }
5494
5495         /*
5496          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5497          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5498          */
5499         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5500
5501         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5502             B_FALSE) != 0 ||
5503             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5504             B_FALSE) != 0) {
5505                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5506                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5507                 return;
5508         }
5509
5510         dmu_objset_stats_t dds;
5511         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5512         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5513         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5514
5515         object = od[0].od_object;
5516         blocksize = od[0].od_blocksize;
5517         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5518
5519         ASSERT(object != 0);
5520
5521         tx = dmu_tx_create(os);
5522         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5523         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5524         if (txg == 0) {
5525                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5526                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5527                 return;
5528         }
5529
5530         /*
5531          * Write all the copies of our block.
5532          */
5533         for (i = 0; i < copies; i++) {
5534                 uint64_t offset = i * blocksize;
5535                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5536                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5537                 if (error != 0) {
5538                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5539                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5540                 }
5541                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5542                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5543                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5544                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5545                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5546                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5547                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5548         }
5549
5550         dmu_tx_commit(tx);
5551         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5552
5553         /*
5554          * Find out what block we got.
5555          */
5556         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5557             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5558         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5559         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5560
5561         /*
5562          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5563          */
5564         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5565         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5566         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5567
5568         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5569             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5570             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5571
5572         abd_free(abd);
5573
5574         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5575         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5576 }
5577
5578 /*
5579  * Scrub the pool.
5580  */
5581 /* ARGSUSED */
5582 void
5583 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5584 {
5585         spa_t *spa = ztest_spa;
5586
5587         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5588         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5589         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5590 }
5591
5592 /*
5593  * Change the guid for the pool.
5594  */
5595 /* ARGSUSED */
5596 void
5597 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5598 {
5599         spa_t *spa = ztest_spa;
5600         uint64_t orig, load;
5601         int error;
5602
5603         orig = spa_guid(spa);
5604         load = spa_load_guid(spa);
5605
5606         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5607         error = spa_change_guid(spa);
5608         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5609
5610         if (error != 0)
5611                 return;
5612
5613         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5614                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5615                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5616         }
5617
5618         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5619         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5620 }
5621
5622 /*
5623  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5624  */
5625 /* ARGSUSED */
5626 void
5627 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5628 {
5629         char *oldname, *newname;
5630         spa_t *spa;
5631
5632         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5633
5634         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5635         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5636         (void) strcpy(newname, oldname);
5637         (void) strcat(newname, "_tmp");
5638
5639         /*
5640          * Do the rename
5641          */
5642         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5643
5644         /*
5645          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5646          */
5647         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5648
5649         /*
5650          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5651          */
5652         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5653
5654         ASSERT(spa == ztest_spa);
5655         spa_close(spa, FTAG);
5656
5657         /*
5658          * Rename it back to the original
5659          */
5660         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5661
5662         /*
5663          * Make sure it can still be opened
5664          */
5665         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5666
5667         ASSERT(spa == ztest_spa);
5668         spa_close(spa, FTAG);
5669
5670         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5671
5672         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5673 }
5674
5675 void
5676 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5677 {
5678         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5679
5680         while (gethrtime() <= end) {
5681                 int run_count = 100;
5682                 void *buf;
5683                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
5684                 uint32_t size;
5685                 int *ptr;
5686                 int i;
5687                 zio_cksum_t zc_ref;
5688                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
5689
5690                 size = ztest_random_blocksize();
5691
5692                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5693                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
5694                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
5695
5696                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5697                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5698
5699                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
5700                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
5701
5702                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5703                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5704                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
5705
5706                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5707                 while (run_count-- > 0) {
5708                         zio_cksum_t zc;
5709                         zio_cksum_t zc_byteswap;
5710
5711                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
5712                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
5713
5714                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5715                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5716                             sizeof (zc_byteswap)));
5717
5718                         /* Test ABD - data */
5719                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
5720                             &zc_byteswap);
5721                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
5722
5723                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5724                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5725                             sizeof (zc_byteswap)));
5726
5727                         /* Test ABD - metadata */
5728                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
5729                             &zc_byteswap);
5730                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
5731
5732                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5733                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5734                             sizeof (zc_byteswap)));
5735
5736                 }
5737
5738                 umem_free(buf, size);
5739                 abd_free(abd_data);
5740                 abd_free(abd_meta);
5741         }
5742 }
5743
5744 void
5745 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5746 {
5747         void *buf;
5748         size_t size;
5749         int *ptr;
5750         int i;
5751         zio_cksum_t zc_ref;
5752         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
5753
5754         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5755
5756         while (gethrtime() <= end) {
5757                 int run_count = 100;
5758
5759                 size = ztest_random_blocksize();
5760                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5761
5762                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5763                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5764
5765                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5766                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5767                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
5768
5769                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5770
5771                 while (run_count-- > 0) {
5772                         zio_cksum_t zc;
5773                         zio_cksum_t zc_bswap;
5774                         size_t pos = 0;
5775
5776                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5777                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5778
5779                         while (pos < size) {
5780                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
5781                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
5782                                 if (ztest_random(100) < 10)
5783                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
5784                                             sizeof (uint32_t));
5785
5786                                 if (inc > (size - pos))
5787                                         inc = size - pos;
5788
5789                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
5790                                     &zc);
5791                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
5792                                     &zc_bswap);
5793
5794                                 pos += inc;
5795                         }
5796
5797                         VERIFY3U(pos, ==, size);
5798
5799                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5800                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5801
5802                         /*
5803                          * verify if incremental on the whole buffer is
5804                          * equivalent to non-incremental version
5805                          */
5806                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5807                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5808
5809                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
5810                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
5811
5812                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5813                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5814                 }
5815
5816                 umem_free(buf, size);
5817         }
5818 }
5819
5820 static int
5821 ztest_check_path(char *path)
5822 {
5823         struct stat s;
5824         /* return true on success */
5825         return (!stat(path, &s));
5826 }
5827
5828 static void
5829 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
5830 {
5831         char *zdb_path;
5832         /*
5833          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
5834          * let popen to search through PATH.
5835          */
5836         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
5837                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
5838                 if (!ztest_check_path(bin)) {
5839                         ztest_dump_core = 0;
5840                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
5841                 }
5842                 return;
5843         }
5844
5845         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5846         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
5847                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5848                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5849                 if (ztest_check_path(bin))
5850                         return;
5851         }
5852         strcpy(bin, "zdb");
5853 }
5854
5855 /*
5856  * Verify pool integrity by running zdb.
5857  */
5858 static void
5859 ztest_run_zdb(char *pool)
5860 {
5861         int status;
5862         char *bin;
5863         char *zdb;
5864         char *zbuf;
5865         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
5866         FILE *fp;
5867
5868         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5869         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5870         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5871
5872         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
5873
5874         (void) sprintf(zdb,
5875             "%s -bcc%s%s -G -d -U %s %s",
5876             bin,
5877             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5878             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5879             spa_config_path,
5880             pool);
5881
5882         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5883                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5884
5885         fp = popen(zdb, "r");
5886
5887         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5888                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5889                         (void) printf("%s", zbuf);
5890
5891         status = pclose(fp);
5892
5893         if (status == 0)
5894                 goto out;
5895
5896         ztest_dump_core = 0;
5897         if (WIFEXITED(status))
5898                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5899         else
5900                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5901 out:
5902         umem_free(bin, len);
5903         umem_free(zdb, len);
5904         umem_free(zbuf, 1024);
5905 }
5906
5907 static void
5908 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5909 {
5910         spa_t *spa = NULL;
5911
5912         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5913                 (void) printf("%s\n", header);
5914
5915         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5916         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5917                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5918                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5919         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5920 }
5921
5922 static void
5923 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5924 {
5925         nvlist_t *config, *newconfig;
5926         uint64_t pool_guid;
5927         spa_t *spa;
5928         int error;
5929
5930         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5931                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5932                     oldname, newname);
5933         }
5934
5935         /*
5936          * Clean up from previous runs.
5937          */
5938         (void) spa_destroy(newname);
5939
5940         /*
5941          * Get the pool's configuration and guid.
5942          */
5943         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5944
5945         /*
5946          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5947          */
5948         if (ztest_random(2) == 0)
5949                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5950
5951         pool_guid = spa_guid(spa);
5952         spa_close(spa, FTAG);
5953
5954         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5955
5956         /*
5957          * Export it.
5958          */
5959         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5960
5961         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5962
5963         /*
5964          * Try to import it.
5965          */
5966         newconfig = spa_tryimport(config);
5967         ASSERT(newconfig != NULL);
5968         nvlist_free(newconfig);
5969
5970         /*
5971          * Import it under the new name.
5972          */
5973         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5974         if (error != 0) {
5975                 dump_nvlist(config, 0);
5976                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5977                     oldname, newname, error);
5978         }
5979
5980         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5981
5982         /*
5983          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5984          */
5985         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5986
5987         /*
5988          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5989          */
5990         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5991
5992         /*
5993          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5994          */
5995         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5996
5997         /*
5998          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5999          */
6000         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6001         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6002         spa_close(spa, FTAG);
6003
6004         nvlist_free(config);
6005 }
6006
6007 static void
6008 ztest_resume(spa_t *spa)
6009 {
6010         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6011                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6012         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6013         vdev_clear(spa, NULL);
6014         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6015         (void) zio_resume(spa);
6016 }
6017
6018 static void *
6019 ztest_resume_thread(void *arg)
6020 {
6021         spa_t *spa = arg;
6022
6023         while (!ztest_exiting) {
6024                 if (spa_suspended(spa))
6025                         ztest_resume(spa);
6026                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6027
6028                 /*
6029                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6030                  */
6031                 if (ztest_random(10) == 0)
6032                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6033
6034                 /*
6035                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6036                  */
6037                 if (ztest_random(10) == 0)
6038                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6039         }
6040
6041         thread_exit();
6042
6043         return (NULL);
6044 }
6045
6046 #define GRACE   300
6047
6048 #if 0
6049 static void
6050 ztest_deadman_alarm(int sig)
6051 {
6052         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
6053 }
6054 #endif
6055
6056 static void
6057 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6058 {
6059         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6060         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6061         hrtime_t functime = gethrtime();
6062         int i;
6063
6064         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6065                 zi->zi_func(zd, id);
6066
6067         functime = gethrtime() - functime;
6068
6069         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6070         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6071
6072         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6073                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6074                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6075 }
6076
6077 static void *
6078 ztest_thread(void *arg)
6079 {
6080         int rand;
6081         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6082         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6083         uint64_t call_next;
6084         hrtime_t now;
6085         ztest_info_t *zi;
6086         ztest_shared_callstate_t *zc;
6087
6088         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6089                 /*
6090                  * See if it's time to force a crash.
6091                  */
6092                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6093                         ztest_kill(zs);
6094
6095                 /*
6096                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6097                  */
6098                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6099                         break;
6100
6101                 /*
6102                  * Pick a random function to execute.
6103                  */
6104                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6105                 zi = &ztest_info[rand];
6106                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6107                 call_next = zc->zc_next;
6108
6109                 if (now >= call_next &&
6110                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6111                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6112                         ztest_execute(rand, zi, id);
6113                 }
6114         }
6115
6116         thread_exit();
6117
6118         return (NULL);
6119 }
6120
6121 static void
6122 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6123 {
6124         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6125 }
6126
6127 static void
6128 ztest_dataset_destroy(int d)
6129 {
6130         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6131         int t;
6132
6133         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6134
6135         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6136                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6137
6138         /*
6139          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6140          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6141          * so there may be more than one thing to clean up.
6142          */
6143         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6144             t += ztest_opts.zo_datasets)
6145                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6146
6147         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6148             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6149 }
6150
6151 static void
6152 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6153 {
6154         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6155
6156         /*
6157          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6158          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6159          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6160          * If not, we have an object leak.
6161          *
6162          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6163          * when the open-context and syncing-context values agree.
6164          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6165          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6166          */
6167         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6168         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6169         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6170 }
6171
6172 static int
6173 ztest_dataset_open(int d)
6174 {
6175         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6176         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6177         objset_t *os;
6178         zilog_t *zilog;
6179         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6180         int error;
6181
6182         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6183
6184         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
6185
6186         error = ztest_dataset_create(name);
6187         if (error == ENOSPC) {
6188                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6189                 ztest_record_enospc(FTAG);
6190                 return (error);
6191         }
6192         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6193
6194         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
6195         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6196
6197         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6198
6199         zilog = zd->zd_zilog;
6200
6201         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6202             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6203                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6204                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6205
6206         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6207
6208         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6209
6210         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6211
6212         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6213                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6214                     zd->zd_name,
6215                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6216                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6217                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6218
6219         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6220
6221         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6222             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6223                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6224                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6225
6226         return (0);
6227 }
6228
6229 static void
6230 ztest_dataset_close(int d)
6231 {
6232         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6233
6234         zil_close(zd->zd_zilog);
6235         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
6236
6237         ztest_zd_fini(zd);
6238 }
6239
6240 /*
6241  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6242  */
6243 static void
6244 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6245 {
6246         kt_did_t *tid;
6247         spa_t *spa;
6248         objset_t *os;
6249         kthread_t *resume_thread;
6250         uint64_t object;
6251         int error;
6252         int t, d;
6253
6254         ztest_exiting = B_FALSE;
6255
6256         /*
6257          * Initialize parent/child shared state.
6258          */
6259         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6260         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6261
6262         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6263         zs->zs_thread_stop =
6264             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6265         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6266         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6267         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6268                 zs->zs_thread_kill -=
6269                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6270         }
6271
6272         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6273
6274         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6275             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6276
6277         /*
6278          * Open our pool.
6279          */
6280         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6281         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6282         spa->spa_debug = B_TRUE;
6283         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6284         ztest_spa = spa;
6285
6286         dmu_objset_stats_t dds;
6287         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6288             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6289         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6290         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6291         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6292         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6293         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6294
6295         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6296
6297         /*
6298          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6299          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6300          * the only valid replica.
6301          */
6302         if (MAXFAULTS() == 0)
6303                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6304         else
6305                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6306
6307         /*
6308          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6309          */
6310         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6311             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6312             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
6313
6314 #if 0
6315         /*
6316          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
6317          */
6318         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
6319         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
6320 #endif
6321
6322         /*
6323          * Verify that we can safely inquire about about any object,
6324          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6325          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6326          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6327          */
6328         for (t = 0; t < 64; t++) {
6329                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6330                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6331                             (1ULL << t) + d, NULL);
6332                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6333                             error == EINVAL);
6334                 }
6335         }
6336
6337         /*
6338          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6339          */
6340         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6341                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6342                 ztest_dataset_destroy(d);
6343         }
6344         zs->zs_enospc_count = 0;
6345
6346         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
6347             UMEM_NOFAIL);
6348
6349         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6350                 (void) printf("starting main threads...\n");
6351
6352         /*
6353          * Kick off all the tests that run in parallel.
6354          */
6355         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6356                 kthread_t *thread;
6357
6358                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6359                     ztest_dataset_open(t) != 0) {
6360                         umem_free(tid,
6361                             ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6362                         return;
6363                 }
6364
6365                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6366                     (thread_func_t)ztest_thread,
6367                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6368                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
6369                 tid[t] = thread->t_tid;
6370         }
6371
6372         /*
6373          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6374          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6375          */
6376         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6377                 thread_join(tid[t]);
6378                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6379                         ztest_dataset_close(t);
6380         }
6381
6382         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6383
6384         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6385         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6386
6387         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6388
6389         /* Kill the resume thread */
6390         ztest_exiting = B_TRUE;
6391         thread_join(resume_thread->t_tid);
6392         ztest_resume(spa);
6393
6394         /*
6395          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6396          * spa_close() should wait for it to complete.
6397          */
6398         for (object = 1; object < 50; object++) {
6399                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6400                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6401         }
6402
6403         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
6404         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
6405                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
6406
6407         spa_close(spa, FTAG);
6408
6409         /*
6410          * Verify that we can loop over all pools.
6411          */
6412         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6413         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6414                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6415                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6416         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6417
6418         /*
6419          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6420          * different name.
6421          */
6422         if (ztest_random(2) == 0) {
6423                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6424                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6425                     ztest_opts.zo_pool);
6426                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6427                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6428         }
6429
6430         kernel_fini();
6431
6432         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6433         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6434         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6435         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6436 }
6437
6438 static void
6439 ztest_freeze(void)
6440 {
6441         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6442         spa_t *spa;
6443         int numloops = 0;
6444
6445         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6446                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6447
6448         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6449         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6450         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6451         spa->spa_debug = B_TRUE;
6452         ztest_spa = spa;
6453
6454         /*
6455          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6456          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6457          * the log chain won't be anchored.
6458          */
6459         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6460                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6461                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6462         }
6463
6464         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6465
6466         /*
6467          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6468          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6469          */
6470         spa_freeze(spa);
6471
6472         /*
6473          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6474          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6475          * capacity.
6476          */
6477         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6478
6479         /*
6480          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6481          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6482          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6483          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6484          * The ZIL should be OK with that.
6485          *
6486          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6487          * not run out of space on the pool.
6488          */
6489         while (ztest_random(10) != 0 &&
6490             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6491             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6492                 ztest_od_t od;
6493                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6494                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6495                 ztest_io(zd, od.od_object,
6496                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6497                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6498         }
6499
6500         /*
6501          * Commit all of the changes we just generated.
6502          */
6503         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6504         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6505
6506         /*
6507          * Close our dataset and close the pool.
6508          */
6509         ztest_dataset_close(0);
6510         spa_close(spa, FTAG);
6511         kernel_fini();
6512
6513         /*
6514          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6515          */
6516         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6517         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6518         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6519         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6520         ztest_dataset_close(0);
6521
6522         spa->spa_debug = B_TRUE;
6523         ztest_spa = spa;
6524         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6525         ztest_reguid(NULL, 0);
6526
6527         spa_close(spa, FTAG);
6528         kernel_fini();
6529 }
6530
6531 void
6532 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6533 {
6534         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6535         hrtime_t m = s / 60;
6536         hrtime_t h = m / 60;
6537         hrtime_t d = h / 24;
6538
6539         s -= m * 60;
6540         m -= h * 60;
6541         h -= d * 24;
6542
6543         timebuf[0] = '\0';
6544
6545         if (d)
6546                 (void) sprintf(timebuf,
6547                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6548         else if (h)
6549                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6550         else if (m)
6551                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6552         else
6553                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6554 }
6555
6556 static nvlist_t *
6557 make_random_props(void)
6558 {
6559         nvlist_t *props;
6560
6561         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6562         if (ztest_random(2) == 0)
6563                 return (props);
6564         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6565
6566         return (props);
6567 }
6568
6569 /*
6570  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6571  * Then test spa_freeze() functionality.
6572  */
6573 static void
6574 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6575 {
6576         spa_t *spa;
6577         nvlist_t *nvroot, *props;
6578         int i;
6579
6580         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6581         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6582
6583         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6584
6585         /*
6586          * Create the storage pool.
6587          */
6588         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6589         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6590         zs->zs_splits = 0;
6591         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6592         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6593             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6594         props = make_random_props();
6595         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6596                 char *buf;
6597                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6598                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6599                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6600                 free(buf);
6601         }
6602         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6603         nvlist_free(nvroot);
6604         nvlist_free(props);
6605
6606         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6607         zs->zs_metaslab_sz =
6608             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6609         spa_close(spa, FTAG);
6610
6611         kernel_fini();
6612
6613         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6614
6615         ztest_freeze();
6616
6617         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6618
6619         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6620         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6621 }
6622
6623 static void
6624 setup_data_fd(void)
6625 {
6626         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6627
6628         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6629         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6630         (void) unlink(ztest_name_data);
6631 }
6632
6633 static int
6634 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6635 {
6636         int size;
6637
6638         size = hdr->zh_hdr_size;
6639         size += hdr->zh_opts_size;
6640         size += hdr->zh_size;
6641         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6642         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6643
6644         return (size);
6645 }
6646
6647 static void
6648 setup_hdr(void)
6649 {
6650         int size;
6651         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6652
6653         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6654             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6655         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6656
6657         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6658
6659         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6660         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6661         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6662         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6663         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6664         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6665         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6666
6667         size = shared_data_size(hdr);
6668         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6669
6670         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6671 }
6672
6673 static void
6674 setup_data(void)
6675 {
6676         int size, offset;
6677         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6678         uint8_t *buf;
6679
6680         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6681             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6682         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6683
6684         size = shared_data_size(hdr);
6685
6686         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6687         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6688             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6689         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6690         buf = (uint8_t *)hdr;
6691
6692         offset = hdr->zh_hdr_size;
6693         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6694         offset += hdr->zh_opts_size;
6695         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6696         offset += hdr->zh_size;
6697         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6698         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6699         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6700 }
6701
6702 static boolean_t
6703 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6704 {
6705         pid_t pid;
6706         int status;
6707         char *cmdbuf = NULL;
6708
6709         pid = fork();
6710
6711         if (cmd == NULL) {
6712                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6713                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6714                 cmd = cmdbuf;
6715         }
6716
6717         if (pid == -1)
6718                 fatal(1, "fork failed");
6719
6720         if (pid == 0) { /* child */
6721                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6722                 char fd_data_str[12];
6723
6724                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6725                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6726
6727                 (void) close(ztest_fd_rand);
6728                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6729                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6730
6731                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6732                 if (libpath != NULL)
6733                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6734                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6735                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6736                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6737         }
6738
6739         if (cmdbuf != NULL) {
6740                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6741                 cmd = NULL;
6742         }
6743
6744         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6745                 continue;
6746         if (statusp != NULL)
6747                 *statusp = status;
6748
6749         if (WIFEXITED(status)) {
6750                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6751                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6752                             WEXITSTATUS(status));
6753                         exit(2);
6754                 }
6755                 return (B_FALSE);
6756         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6757                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6758                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6759                             WTERMSIG(status));
6760                         exit(3);
6761                 }
6762                 return (B_TRUE);
6763         } else {
6764                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6765                 exit(4);
6766                 /* NOTREACHED */
6767         }
6768 }
6769
6770 static void
6771 ztest_run_init(void)
6772 {
6773         int i;
6774
6775         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6776
6777         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6778
6779         /*
6780          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6781          */
6782         (void) remove(spa_config_path);
6783
6784         /*
6785          * Create and initialize our storage pool.
6786          */
6787         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6788                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6789                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6790                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6791                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6792                 }
6793                 ztest_init(zs);
6794         }
6795 }
6796
6797 int
6798 main(int argc, char **argv)
6799 {
6800         int kills = 0;
6801         int iters = 0;
6802         int older = 0;
6803         int newer = 0;
6804         ztest_shared_t *zs;
6805         ztest_info_t *zi;
6806         ztest_shared_callstate_t *zc;
6807         char timebuf[100];
6808         char numbuf[6];
6809         spa_t *spa;
6810         char *cmd;
6811         boolean_t hasalt;
6812         int f;
6813         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6814         struct sigaction action;
6815
6816         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6817
6818         dprintf_setup(&argc, argv);
6819
6820         action.sa_handler = sig_handler;
6821         sigemptyset(&action.sa_mask);
6822         action.sa_flags = 0;
6823
6824         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6825                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6826                     strerror(errno));
6827                 exit(EXIT_FAILURE);
6828         }
6829
6830         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6831                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6832                     strerror(errno));
6833                 exit(EXIT_FAILURE);
6834         }
6835
6836         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6837         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6838
6839         if (!fd_data_str) {
6840                 process_options(argc, argv);
6841
6842                 setup_data_fd();
6843                 setup_hdr();
6844                 setup_data();
6845                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6846                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6847         } else {
6848                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6849                 setup_data();
6850                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6851         }
6852         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6853
6854         /* Override location of zpool.cache */
6855         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6856             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6857
6858         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6859             UMEM_NOFAIL);
6860         zs = ztest_shared;
6861
6862         if (fd_data_str) {
6863                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6864                 metaslab_df_alloc_threshold =
6865                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6866
6867                 if (zs->zs_do_init)
6868                         ztest_run_init();
6869                 else
6870                         ztest_run(zs);
6871                 exit(0);
6872         }
6873
6874         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6875
6876         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6877                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6878                     " %llu seconds...\n",
6879                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6880                     ztest_opts.zo_datasets,
6881                     ztest_opts.zo_threads,
6882                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6883         }
6884
6885         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6886         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6887
6888         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6889         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6890                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6891                         (void) printf("Executing older ztest for "
6892                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6893                 }
6894                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6895                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6896         } else {
6897                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6898         }
6899         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6900
6901         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6902         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6903
6904         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6905                 zi = &ztest_info[f];
6906                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6907                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6908                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6909                 else
6910                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6911                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6912         }
6913
6914         /*
6915          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6916          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6917          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6918          */
6919         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6920                 int status;
6921                 boolean_t killed;
6922
6923                 /*
6924                  * Initialize the workload counters for each function.
6925                  */
6926                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6927                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6928                         zc->zc_count = 0;
6929                         zc->zc_time = 0;
6930                 }
6931
6932                 /* Set the allocation switch size */
6933                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6934                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6935
6936                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6937                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6938                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6939                                     cmd);
6940                         }
6941                         newer++;
6942                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6943                 } else {
6944                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6945                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6946                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6947                         }
6948                         older++;
6949                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6950                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6951                 }
6952
6953                 if (killed)
6954                         kills++;
6955                 iters++;
6956
6957                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6958                         hrtime_t now = gethrtime();
6959
6960                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6961                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6962                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6963
6964                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6965                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6966                             iters,
6967                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6968                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6969                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6970                             numbuf,
6971                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6972                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6973                 }
6974
6975                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6976                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6977                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6978                             "Calls", "Time", "Function");
6979                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6980                             "-----", "----", "--------");
6981                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6982                                 zi = &ztest_info[f];
6983                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6984                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6985                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6986                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6987                                     zi->zi_funcname);
6988                         }
6989                         (void) printf("\n");
6990                 }
6991
6992                 /*
6993                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6994                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6995                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6996                  */
6997                 kernel_init(FREAD);
6998                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6999                         spa_close(spa, FTAG);
7000                 } else {
7001                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7002                         kernel_fini();
7003                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7004                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
7005                             ztest_opts.zo_pool);
7006                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
7007                 }
7008                 kernel_fini();
7009
7010                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7011         }
7012
7013         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7014                 if (hasalt) {
7015                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7016                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7017                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7018                             cmd);
7019                 }
7020                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7021                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7022         }
7023
7024         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7025
7026         return (0);
7027 }