]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Prefix all refcount functions with zfs_
[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, 2018 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
27  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
28  * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
29  */
30
31 /*
32  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
33  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
34  *
35  * The overall design of the ztest program is as follows:
36  *
37  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
38  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
39  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
40  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
41  *
42  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
43  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
44  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
45  *
46  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
47  *     verify that self-healing data really works.
48  *
49  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
50  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
51  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
52  *
53  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
54  *     we run the entire test in a child of the main process.
55  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
56  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
57  *     The parent then runs the test again, using the existing
58  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
59  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
60  *     of ztest after a SIGKILL.
61  *
62  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
63  *     many of the functional tests record the transaction group number
64  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
65  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
66  *     If you add a new test, please do this if applicable.
67  *
68  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
69  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
70  *
71  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
72  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
73  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
74  *
75  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
76  *
77  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
78  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
79  *
80  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
81  *
82  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
83  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
84  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
85  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
86  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
87  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
88  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
89  */
90
91 #include <sys/zfs_context.h>
92 #include <sys/spa.h>
93 #include <sys/dmu.h>
94 #include <sys/txg.h>
95 #include <sys/dbuf.h>
96 #include <sys/zap.h>
97 #include <sys/dmu_objset.h>
98 #include <sys/poll.h>
99 #include <sys/stat.h>
100 #include <sys/time.h>
101 #include <sys/wait.h>
102 #include <sys/mman.h>
103 #include <sys/resource.h>
104 #include <sys/zio.h>
105 #include <sys/zil.h>
106 #include <sys/zil_impl.h>
107 #include <sys/zfs_rlock.h>
108 #include <sys/vdev_impl.h>
109 #include <sys/vdev_file.h>
110 #include <sys/spa_impl.h>
111 #include <sys/metaslab_impl.h>
112 #include <sys/dsl_prop.h>
113 #include <sys/dsl_dataset.h>
114 #include <sys/dsl_destroy.h>
115 #include <sys/dsl_scan.h>
116 #include <sys/zio_checksum.h>
117 #include <sys/refcount.h>
118 #include <sys/zfeature.h>
119 #include <sys/dsl_userhold.h>
120 #include <sys/abd.h>
121 #include <stdio.h>
122 #include <stdio_ext.h>
123 #include <stdlib.h>
124 #include <unistd.h>
125 #include <signal.h>
126 #include <umem.h>
127 #include <ctype.h>
128 #include <math.h>
129 #include <sys/fs/zfs.h>
130 #include <zfs_fletcher.h>
131 #include <libnvpair.h>
132 #include <libzfs.h>
133 #include <sys/crypto/icp.h>
134 #ifdef __GLIBC__
135 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
136 #endif
137
138 static int ztest_fd_data = -1;
139 static int ztest_fd_rand = -1;
140
141 typedef struct ztest_shared_hdr {
142         uint64_t        zh_hdr_size;
143         uint64_t        zh_opts_size;
144         uint64_t        zh_size;
145         uint64_t        zh_stats_size;
146         uint64_t        zh_stats_count;
147         uint64_t        zh_ds_size;
148         uint64_t        zh_ds_count;
149 } ztest_shared_hdr_t;
150
151 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
152
153 enum ztest_class_state {
154         ZTEST_VDEV_CLASS_OFF,
155         ZTEST_VDEV_CLASS_ON,
156         ZTEST_VDEV_CLASS_RND
157 };
158
159 typedef struct ztest_shared_opts {
160         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
161         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
162         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
163         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
164         uint64_t zo_vdevs;
165         uint64_t zo_vdevtime;
166         size_t zo_vdev_size;
167         int zo_ashift;
168         int zo_mirrors;
169         int zo_raidz;
170         int zo_raidz_parity;
171         int zo_datasets;
172         int zo_threads;
173         uint64_t zo_passtime;
174         uint64_t zo_killrate;
175         int zo_verbose;
176         int zo_init;
177         uint64_t zo_time;
178         uint64_t zo_maxloops;
179         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
180         int zo_mmp_test;
181         int zo_special_vdevs;
182 } ztest_shared_opts_t;
183
184 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
185         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
186         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
187         .zo_alt_ztest = { '\0' },
188         .zo_alt_libpath = { '\0' },
189         .zo_vdevs = 5,
190         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
191         .zo_mirrors = 2,
192         .zo_raidz = 4,
193         .zo_raidz_parity = 1,
194         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
195         .zo_datasets = 7,
196         .zo_threads = 23,
197         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
198         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
199         .zo_verbose = 0,
200         .zo_mmp_test = 0,
201         .zo_init = 1,
202         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
203         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
204         .zo_metaslab_force_ganging = 32 << 10,
205         .zo_special_vdevs = ZTEST_VDEV_CLASS_RND,
206 };
207
208 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
209 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
210 extern unsigned long zfs_deadman_synctime_ms;
211 extern int metaslab_preload_limit;
212 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
213 extern int zfs_abd_scatter_enabled;
214 extern int dmu_object_alloc_chunk_shift;
215 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
216 extern unsigned long zio_decompress_fail_fraction;
217 extern unsigned long zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction;
218
219 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
220 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
221 static char *ztest_wkeydata = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345";
222
223 typedef struct ztest_shared_ds {
224         uint64_t        zd_seq;
225 } ztest_shared_ds_t;
226
227 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
228 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
229
230 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
231 #define MAXFAULTS(zs) \
232         (MAX((zs)->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
233
234 enum ztest_io_type {
235         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
236         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
237         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
238         ZTEST_IO_TRUNCATE,
239         ZTEST_IO_SETATTR,
240         ZTEST_IO_REWRITE,
241         ZTEST_IO_TYPES
242 };
243
244 typedef struct ztest_block_tag {
245         uint64_t        bt_magic;
246         uint64_t        bt_objset;
247         uint64_t        bt_object;
248         uint64_t        bt_dnodesize;
249         uint64_t        bt_offset;
250         uint64_t        bt_gen;
251         uint64_t        bt_txg;
252         uint64_t        bt_crtxg;
253 } ztest_block_tag_t;
254
255 typedef struct bufwad {
256         uint64_t        bw_index;
257         uint64_t        bw_txg;
258         uint64_t        bw_data;
259 } bufwad_t;
260
261 typedef struct rll {
262         void            *rll_writer;
263         int             rll_readers;
264         kmutex_t        rll_lock;
265         kcondvar_t      rll_cv;
266 } rll_t;
267
268 typedef struct zll {
269         list_t z_list;
270         kmutex_t z_lock;
271 } zll_t;
272
273 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
274 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
275
276 /*
277  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
278  */
279 typedef struct ztest_od {
280         uint64_t        od_dir;
281         uint64_t        od_object;
282         dmu_object_type_t od_type;
283         dmu_object_type_t od_crtype;
284         uint64_t        od_blocksize;
285         uint64_t        od_crblocksize;
286         uint64_t        od_crdnodesize;
287         uint64_t        od_gen;
288         uint64_t        od_crgen;
289         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
290 } ztest_od_t;
291
292 /*
293  * Per-dataset state.
294  */
295 typedef struct ztest_ds {
296         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
297         objset_t        *zd_os;
298         pthread_rwlock_t zd_zilog_lock;
299         zilog_t         *zd_zilog;
300         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
301         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
302         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
303         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
304         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
305 } ztest_ds_t;
306
307 /*
308  * Per-iteration state.
309  */
310 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
311
312 typedef struct ztest_info {
313         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
314         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
315         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
316         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
317 } ztest_info_t;
318
319 typedef struct ztest_shared_callstate {
320         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
321         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
322         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
323 } ztest_shared_callstate_t;
324
325 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
326 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
327
328 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
329 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
330 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
331 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
332 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
333 ztest_func_t ztest_zap;
334 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
335 ztest_func_t ztest_zil_commit;
336 ztest_func_t ztest_zil_remount;
337 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
338 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
339 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
340 ztest_func_t ztest_fzap;
341 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
342 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
343 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
344 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
345 ztest_func_t ztest_fault_inject;
346 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
347 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
348 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
349 ztest_func_t ztest_spa_rename;
350 ztest_func_t ztest_scrub;
351 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
352 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
353 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
354 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
355 ztest_func_t ztest_vdev_class_add;
356 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
357 ztest_func_t ztest_split_pool;
358 ztest_func_t ztest_reguid;
359 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
360 ztest_func_t ztest_device_removal;
361 ztest_func_t ztest_remap_blocks;
362 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
363 ztest_func_t ztest_fletcher;
364 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
365 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
366
367 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
368 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
369 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
370 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
371 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
372
373 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
374         {   .zi_func = (func), \
375             .zi_iters = (iters), \
376             .zi_interval = (interval), \
377             .zi_funcname = # func }
378
379 ztest_info_t ztest_info[] = {
380         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
381         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
382         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
383         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_next_chunk, 1, &zopt_sometimes),
384         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
385         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
386         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
387         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
388         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
389         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
390         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
391         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
392         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
393         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
394 #if 0
395         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
396 #endif
397         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
398         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
399         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
400         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
401         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
402         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
403         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
404         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
405         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
406         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
407         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
408         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
409         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
410         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
411         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
412         ZTI_INIT(ztest_vdev_class_add, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
413         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
414         ZTI_INIT(ztest_device_removal, 1, &zopt_sometimes),
415         ZTI_INIT(ztest_remap_blocks, 1, &zopt_sometimes),
416         ZTI_INIT(ztest_spa_checkpoint_create_discard, 1, &zopt_rarely),
417         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
418         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
419         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
420 };
421
422 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
423
424 /*
425  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
426  * The callbacks are ordered by txg number.
427  */
428 typedef struct ztest_cb_list {
429         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
430         list_t          zcl_callbacks;
431 } ztest_cb_list_t;
432
433 /*
434  * Stuff we need to share writably between parent and child.
435  */
436 typedef struct ztest_shared {
437         boolean_t       zs_do_init;
438         hrtime_t        zs_proc_start;
439         hrtime_t        zs_proc_stop;
440         hrtime_t        zs_thread_start;
441         hrtime_t        zs_thread_stop;
442         hrtime_t        zs_thread_kill;
443         uint64_t        zs_enospc_count;
444         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
445         uint64_t        zs_vdev_aux;
446         uint64_t        zs_alloc;
447         uint64_t        zs_space;
448         uint64_t        zs_splits;
449         uint64_t        zs_mirrors;
450         uint64_t        zs_metaslab_sz;
451         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
452         uint64_t        zs_guid;
453 } ztest_shared_t;
454
455 #define ID_PARALLEL     -1ULL
456
457 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
458 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
459 ztest_shared_t *ztest_shared;
460
461 static spa_t *ztest_spa = NULL;
462 static ztest_ds_t *ztest_ds;
463
464 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
465 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
466 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
467
468 /*
469  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
470  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
471  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
472  * namespace does not change while the lock is held.
473  */
474 static pthread_rwlock_t ztest_name_lock;
475
476 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
477 static boolean_t ztest_dump_debug_buffer = B_FALSE;
478 static boolean_t ztest_exiting;
479
480 /* Global commit callback list */
481 static ztest_cb_list_t zcl;
482 /* Commit cb delay */
483 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
484 static int zc_cb_counter = 0;
485
486 /*
487  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
488  * whether the minimum txg delay is acceptable.
489  */
490 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
491
492 /*
493  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
494  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
495  * implementation bug.
496  */
497 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
498
499 enum ztest_object {
500         ZTEST_META_DNODE = 0,
501         ZTEST_DIROBJ,
502         ZTEST_OBJECTS
503 };
504
505 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
506
507 /*
508  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
509  * debugging facilities.
510  */
511 const char *
512 _umem_debug_init(void)
513 {
514         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
515 }
516
517 const char *
518 _umem_logging_init(void)
519 {
520         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
521 }
522
523 static void
524 dump_debug_buffer(void)
525 {
526         if (!ztest_dump_debug_buffer)
527                 return;
528
529         (void) printf("\n");
530         zfs_dbgmsg_print("ztest");
531 }
532
533 #define BACKTRACE_SZ    100
534
535 static void sig_handler(int signo)
536 {
537         struct sigaction action;
538 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
539         int nptrs;
540         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
541
542         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
543         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
544 #endif
545         dump_debug_buffer();
546
547         /*
548          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
549          * SIGABRT can trigger a core dump.
550          */
551         action.sa_handler = SIG_DFL;
552         sigemptyset(&action.sa_mask);
553         action.sa_flags = 0;
554         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
555         raise(signo);
556 }
557
558 #define FATAL_MSG_SZ    1024
559
560 char *fatal_msg;
561
562 static void
563 fatal(int do_perror, char *message, ...)
564 {
565         va_list args;
566         int save_errno = errno;
567         char *buf;
568
569         (void) fflush(stdout);
570         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
571
572         va_start(args, message);
573         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
574         /* LINTED */
575         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
576         va_end(args);
577         if (do_perror) {
578                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
579                     ": %s", strerror(save_errno));
580         }
581         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
582         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
583
584         dump_debug_buffer();
585
586         if (ztest_dump_core)
587                 abort();
588         exit(3);
589 }
590
591 static int
592 str2shift(const char *buf)
593 {
594         const char *ends = "BKMGTPEZ";
595         int i;
596
597         if (buf[0] == '\0')
598                 return (0);
599         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
600                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
601                         break;
602         }
603         if (i == strlen(ends)) {
604                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
605                     buf);
606                 usage(B_FALSE);
607         }
608         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
609                 return (10*i);
610         }
611         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
612         usage(B_FALSE);
613         /* NOTREACHED */
614 }
615
616 static uint64_t
617 nicenumtoull(const char *buf)
618 {
619         char *end;
620         uint64_t val;
621
622         val = strtoull(buf, &end, 0);
623         if (end == buf) {
624                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
625                 usage(B_FALSE);
626         } else if (end[0] == '.') {
627                 double fval = strtod(buf, &end);
628                 fval *= pow(2, str2shift(end));
629                 if (fval > UINT64_MAX) {
630                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
631                             buf);
632                         usage(B_FALSE);
633                 }
634                 val = (uint64_t)fval;
635         } else {
636                 int shift = str2shift(end);
637                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
638                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
639                             buf);
640                         usage(B_FALSE);
641                 }
642                 val <<= shift;
643         }
644         return (val);
645 }
646
647 static void
648 usage(boolean_t requested)
649 {
650         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
651
652         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
653         char nice_force_ganging[NN_NUMBUF_SZ];
654         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
655
656         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
657         nicenum(zo->zo_metaslab_force_ganging, nice_force_ganging,
658             sizeof (nice_force_ganging));
659
660         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
661             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
662             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
663             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
664             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
665             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
666             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
667             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
668             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
669             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
670             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
671             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
672             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
673             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
674             "\t[-M] Multi-host simulate pool imported on remote host\n"
675             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
676             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
677             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
678             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
679             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
680             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
681             "\t[-C vdev class state (default: random)] special=on|off|random\n"
682             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
683             "\t    32-bit integer value\n"
684             "\t[-G dump zfs_dbgmsg buffer before exiting due to an error\n"
685             "\t[-h] (print help)\n"
686             "",
687             zo->zo_pool,
688             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
689             nice_vdev_size,                             /* -s */
690             zo->zo_ashift,                              /* -a */
691             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
692             zo->zo_raidz,                               /* -r */
693             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
694             zo->zo_datasets,                            /* -d */
695             zo->zo_threads,                             /* -t */
696             nice_force_ganging,                         /* -g */
697             zo->zo_init,                                /* -i */
698             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
699             zo->zo_pool,                                /* -p */
700             zo->zo_dir,                                 /* -f */
701             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
702             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
703             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
704         exit(requested ? 0 : 1);
705 }
706
707
708 static void
709 ztest_parse_name_value(const char *input, ztest_shared_opts_t *zo)
710 {
711         char name[32];
712         char *value;
713         int state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
714
715         (void) strlcpy(name, input, sizeof (name));
716
717         value = strchr(name, '=');
718         if (value == NULL) {
719                 (void) fprintf(stderr, "missing value in property=value "
720                     "'-C' argument (%s)\n", input);
721                 usage(B_FALSE);
722         }
723         *(value) = '\0';
724         value++;
725
726         if (strcmp(value, "on") == 0) {
727                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_ON;
728         } else if (strcmp(value, "off") == 0) {
729                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_OFF;
730         } else if (strcmp(value, "random") == 0) {
731                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
732         } else {
733                 (void) fprintf(stderr, "invalid property value '%s'\n", value);
734                 usage(B_FALSE);
735         }
736
737         if (strcmp(name, "special") == 0) {
738                 zo->zo_special_vdevs = state;
739         } else {
740                 (void) fprintf(stderr, "invalid property name '%s'\n", name);
741                 usage(B_FALSE);
742         }
743         if (zo->zo_verbose >= 3)
744                 (void) printf("%s vdev state is '%s'\n", name, value);
745 }
746
747 static void
748 process_options(int argc, char **argv)
749 {
750         char *path;
751         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
752
753         int opt;
754         uint64_t value;
755         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
756
757         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
758
759         while ((opt = getopt(argc, argv,
760             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:MVET:P:hF:B:C:o:G")) != EOF) {
761                 value = 0;
762                 switch (opt) {
763                 case 'v':
764                 case 's':
765                 case 'a':
766                 case 'm':
767                 case 'r':
768                 case 'R':
769                 case 'd':
770                 case 't':
771                 case 'g':
772                 case 'i':
773                 case 'k':
774                 case 'T':
775                 case 'P':
776                 case 'F':
777                         value = nicenumtoull(optarg);
778                 }
779                 switch (opt) {
780                 case 'v':
781                         zo->zo_vdevs = value;
782                         break;
783                 case 's':
784                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
785                         break;
786                 case 'a':
787                         zo->zo_ashift = value;
788                         break;
789                 case 'm':
790                         zo->zo_mirrors = value;
791                         break;
792                 case 'r':
793                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
794                         break;
795                 case 'R':
796                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
797                         break;
798                 case 'd':
799                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
800                         break;
801                 case 't':
802                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
803                         break;
804                 case 'g':
805                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
806                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
807                         break;
808                 case 'i':
809                         zo->zo_init = value;
810                         break;
811                 case 'k':
812                         zo->zo_killrate = value;
813                         break;
814                 case 'p':
815                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
816                             sizeof (zo->zo_pool));
817                         break;
818                 case 'f':
819                         path = realpath(optarg, NULL);
820                         if (path == NULL) {
821                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
822                                     optarg, strerror(errno));
823                                 usage(B_FALSE);
824                         } else {
825                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
826                                     sizeof (zo->zo_dir));
827                                 free(path);
828                         }
829                         break;
830                 case 'M':
831                         zo->zo_mmp_test = 1;
832                         break;
833                 case 'V':
834                         zo->zo_verbose++;
835                         break;
836                 case 'E':
837                         zo->zo_init = 0;
838                         break;
839                 case 'T':
840                         zo->zo_time = value;
841                         break;
842                 case 'P':
843                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
844                         break;
845                 case 'F':
846                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
847                         break;
848                 case 'B':
849                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
850                         break;
851                 case 'C':
852                         ztest_parse_name_value(optarg, zo);
853                         break;
854                 case 'o':
855                         if (set_global_var(optarg) != 0)
856                                 usage(B_FALSE);
857                         break;
858                 case 'G':
859                         ztest_dump_debug_buffer = B_TRUE;
860                         break;
861                 case 'h':
862                         usage(B_TRUE);
863                         break;
864                 case '?':
865                 default:
866                         usage(B_FALSE);
867                         break;
868                 }
869         }
870
871         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
872
873         zo->zo_vdevtime =
874             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
875             UINT64_MAX >> 2);
876
877         if (strlen(altdir) > 0) {
878                 char *cmd;
879                 char *realaltdir;
880                 char *bin;
881                 char *ztest;
882                 char *isa;
883                 int isalen;
884
885                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
886                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
887
888                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
889                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
890                         ztest_dump_core = B_FALSE;
891                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
892                             altdir);
893                 }
894                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
895
896                 /*
897                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
898                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
899                  * 32 or 64 bit binaries.
900                  */
901                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
902                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
903                 isa = bin + 9;
904                 isalen = ztest - isa;
905                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
906                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
907                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
908                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
909
910                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
911                         ztest_dump_core = B_FALSE;
912                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
913                             zo->zo_alt_ztest);
914                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
915                         ztest_dump_core = B_FALSE;
916                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
917                             zo->zo_alt_libpath);
918                 }
919
920                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
921                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
922         }
923 }
924
925 static void
926 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
927 {
928         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
929         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
930
931         /*
932          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
933          * See comment above spa_write_cachefile().
934          */
935         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
936         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
937         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
938
939         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
940 }
941
942 static uint64_t
943 ztest_random(uint64_t range)
944 {
945         uint64_t r;
946
947         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
948
949         if (range == 0)
950                 return (0);
951
952         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
953                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
954
955         return (r % range);
956 }
957
958 /* ARGSUSED */
959 static void
960 ztest_record_enospc(const char *s)
961 {
962         ztest_shared->zs_enospc_count++;
963 }
964
965 static uint64_t
966 ztest_get_ashift(void)
967 {
968         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
969                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
970         return (ztest_opts.zo_ashift);
971 }
972
973 static nvlist_t *
974 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
975 {
976         char *pathbuf;
977         uint64_t vdev;
978         nvlist_t *file;
979
980         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
981
982         if (ashift == 0)
983                 ashift = ztest_get_ashift();
984
985         if (path == NULL) {
986                 path = pathbuf;
987
988                 if (aux != NULL) {
989                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
990                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
991                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
992                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
993                             aux, vdev);
994                 } else {
995                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
996                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
997                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
998                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
999                 }
1000         }
1001
1002         if (size != 0) {
1003                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
1004                 if (fd == -1)
1005                         fatal(1, "can't open %s", path);
1006                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
1007                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
1008                 (void) close(fd);
1009         }
1010
1011         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1012         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
1013         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
1014         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
1015         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
1016
1017         return (file);
1018 }
1019
1020 static nvlist_t *
1021 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
1022     uint64_t ashift, int r)
1023 {
1024         nvlist_t *raidz, **child;
1025         int c;
1026
1027         if (r < 2)
1028                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
1029         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1030
1031         for (c = 0; c < r; c++)
1032                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
1033
1034         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1035         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1036             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
1037         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
1038             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
1039         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1040             child, r) == 0);
1041
1042         for (c = 0; c < r; c++)
1043                 nvlist_free(child[c]);
1044
1045         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
1046
1047         return (raidz);
1048 }
1049
1050 static nvlist_t *
1051 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
1052     uint64_t ashift, int r, int m)
1053 {
1054         nvlist_t *mirror, **child;
1055         int c;
1056
1057         if (m < 1)
1058                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
1059
1060         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1061
1062         for (c = 0; c < m; c++)
1063                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
1064
1065         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1066         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1067             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
1068         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1069             child, m) == 0);
1070
1071         for (c = 0; c < m; c++)
1072                 nvlist_free(child[c]);
1073
1074         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
1075
1076         return (mirror);
1077 }
1078
1079 static nvlist_t *
1080 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
1081     const char *class, int r, int m, int t)
1082 {
1083         nvlist_t *root, **child;
1084         int c;
1085         boolean_t log;
1086
1087         ASSERT(t > 0);
1088
1089         log = (class != NULL && strcmp(class, "log") == 0);
1090
1091         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1092
1093         for (c = 0; c < t; c++) {
1094                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1095                     r, m);
1096                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
1097                     log) == 0);
1098
1099                 if (class != NULL && class[0] != '\0') {
1100                         ASSERT(m > 1 || log);   /* expecting a mirror */
1101                         VERIFY(nvlist_add_string(child[c],
1102                             ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS, class) == 0);
1103                 }
1104         }
1105
1106         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1107         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1108         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1109             child, t) == 0);
1110
1111         for (c = 0; c < t; c++)
1112                 nvlist_free(child[c]);
1113
1114         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1115
1116         return (root);
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1121  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1122  */
1123 static uint64_t
1124 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1125 {
1126         uint64_t version = initial_version;
1127
1128         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1129                 version = version +
1130                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1131         }
1132
1133         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1134                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1135
1136         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1137         return (version);
1138 }
1139
1140 static int
1141 ztest_random_blocksize(void)
1142 {
1143         ASSERT(ztest_spa->spa_max_ashift != 0);
1144
1145         /*
1146          * Choose a block size >= the ashift.
1147          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1148          */
1149         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1150         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1151                 maxbs = 20;
1152         uint64_t block_shift =
1153             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1154         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1155 }
1156
1157 static int
1158 ztest_random_dnodesize(void)
1159 {
1160         int slots;
1161         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1162
1163         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1164                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1165
1166         /*
1167          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1168          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1169          * usage.
1170          */
1171         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1172         switch (ztest_random(10)) {
1173         case 0:
1174                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1175                 break;
1176         case 1 ... 4:
1177                 slots = 2 + ztest_random(3);
1178                 break;
1179         default:
1180                 slots = 1;
1181                 break;
1182         }
1183
1184         return (slots << DNODE_SHIFT);
1185 }
1186
1187 static int
1188 ztest_random_ibshift(void)
1189 {
1190         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1191             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1192 }
1193
1194 static uint64_t
1195 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1196 {
1197         uint64_t top;
1198         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1199         vdev_t *tvd;
1200
1201         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1202
1203         do {
1204                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1205                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1206         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1207             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1208
1209         return (top);
1210 }
1211
1212 static uint64_t
1213 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1214 {
1215         uint64_t value;
1216
1217         do {
1218                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1219         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1220
1221         return (value);
1222 }
1223
1224 static int
1225 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1226     boolean_t inherit)
1227 {
1228         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1229         const char *valname;
1230         char *setpoint;
1231         uint64_t curval;
1232         int error;
1233
1234         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1235             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1236
1237         if (error == ENOSPC) {
1238                 ztest_record_enospc(FTAG);
1239                 return (error);
1240         }
1241         ASSERT0(error);
1242
1243         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1244         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1245
1246         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1247                 int err;
1248
1249                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1250                 if (err)
1251                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1252                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1253                 else
1254                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1255                             osname, propname, valname, setpoint);
1256         }
1257         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1258
1259         return (error);
1260 }
1261
1262 static int
1263 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1264 {
1265         spa_t *spa = ztest_spa;
1266         nvlist_t *props = NULL;
1267         int error;
1268
1269         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1270         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1271
1272         error = spa_prop_set(spa, props);
1273
1274         nvlist_free(props);
1275
1276         if (error == ENOSPC) {
1277                 ztest_record_enospc(FTAG);
1278                 return (error);
1279         }
1280         ASSERT0(error);
1281
1282         return (error);
1283 }
1284
1285 static int
1286 ztest_dmu_objset_own(const char *name, dmu_objset_type_t type,
1287     boolean_t readonly, boolean_t decrypt, void *tag, objset_t **osp)
1288 {
1289         int err;
1290
1291         err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1292         if (decrypt && err == EACCES) {
1293                 char ddname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
1294                 dsl_crypto_params_t *dcp;
1295                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
1296                 char *cp = NULL;
1297
1298                 /* spa_keystore_load_wkey() expects a dsl dir name */
1299                 strcpy(ddname, name);
1300                 cp = strchr(ddname, '@');
1301                 if (cp != NULL)
1302                         *cp = '\0';
1303
1304                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
1305                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
1306                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, NULL,
1307                     crypto_args, &dcp));
1308                 err = spa_keystore_load_wkey(ddname, dcp, B_FALSE);
1309                 dsl_crypto_params_free(dcp, B_FALSE);
1310                 fnvlist_free(crypto_args);
1311
1312                 if (err != 0)
1313                         return (err);
1314
1315                 err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1316         }
1317
1318         return (err);
1319 }
1320
1321
1322 /*
1323  * Object and range lock mechanics
1324  */
1325 typedef struct {
1326         list_node_t z_lnode;
1327         zfs_refcount_t z_refcnt;
1328         uint64_t z_object;
1329         zfs_rlock_t z_range_lock;
1330 } ztest_znode_t;
1331
1332 typedef struct {
1333         rl_t *z_rl;
1334         ztest_znode_t *z_ztznode;
1335 } ztest_zrl_t;
1336
1337 static ztest_znode_t *
1338 ztest_znode_init(uint64_t object)
1339 {
1340         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1341
1342         list_link_init(&zp->z_lnode);
1343         zfs_refcount_create(&zp->z_refcnt);
1344         zp->z_object = object;
1345         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1346
1347         return (zp);
1348 }
1349
1350 static void
1351 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1352 {
1353         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1354         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1355         zp->z_object = 0;
1356         zfs_refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1357         list_link_init(&zp->z_lnode);
1358         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1359 }
1360
1361 static void
1362 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1363 {
1364         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1365         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1366             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1367 }
1368
1369 static void
1370 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1371 {
1372         list_destroy(&zll->z_list);
1373         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1374 }
1375
1376 #define RL_TAG "range_lock"
1377 static ztest_znode_t *
1378 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1379 {
1380         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1381         ztest_znode_t *zp = NULL;
1382         mutex_enter(&zll->z_lock);
1383         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1384             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1385                 if (zp->z_object == object) {
1386                         zfs_refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1387                         break;
1388                 }
1389         }
1390         if (zp == NULL) {
1391                 zp = ztest_znode_init(object);
1392                 zfs_refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1393                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1394         }
1395         mutex_exit(&zll->z_lock);
1396         return (zp);
1397 }
1398
1399 static void
1400 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1401 {
1402         zll_t *zll = NULL;
1403         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1404         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1405         mutex_enter(&zll->z_lock);
1406         zfs_refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1407         if (zfs_refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1408                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1409                 ztest_znode_fini(zp);
1410         }
1411         mutex_exit(&zll->z_lock);
1412 }
1413
1414
1415 static void
1416 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1417 {
1418         rll->rll_writer = NULL;
1419         rll->rll_readers = 0;
1420         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1421         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1422 }
1423
1424 static void
1425 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1426 {
1427         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1428         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1429         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1430         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1431 }
1432
1433 static void
1434 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1435 {
1436         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1437
1438         if (type == RL_READER) {
1439                 while (rll->rll_writer != NULL)
1440                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1441                 rll->rll_readers++;
1442         } else {
1443                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1444                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1445                 rll->rll_writer = curthread;
1446         }
1447
1448         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1449 }
1450
1451 static void
1452 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1453 {
1454         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1455
1456         if (rll->rll_writer) {
1457                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1458                 rll->rll_writer = NULL;
1459         } else {
1460                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1461                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1462                 rll->rll_readers--;
1463         }
1464
1465         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1466                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1467
1468         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1469 }
1470
1471 static void
1472 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1473 {
1474         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1475
1476         ztest_rll_lock(rll, type);
1477 }
1478
1479 static void
1480 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1481 {
1482         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1483
1484         ztest_rll_unlock(rll);
1485 }
1486
1487 static ztest_zrl_t *
1488 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1489 {
1490         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1491         zrl->z_rl = rl;
1492         zrl->z_ztznode = zp;
1493         return (zrl);
1494 }
1495
1496 static void
1497 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1498 {
1499         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1500 }
1501
1502 static ztest_zrl_t *
1503 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1504     uint64_t size, rl_type_t type)
1505 {
1506         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1507         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1508             size, type);
1509         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1510 }
1511
1512 static void
1513 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1514 {
1515         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1516         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1517         ztest_zrl_fini(zrl);
1518 }
1519
1520 static void
1521 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1522 {
1523         zd->zd_os = os;
1524         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1525         zd->zd_shared = szd;
1526         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1527         int l;
1528
1529         if (zd->zd_shared != NULL)
1530                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1531
1532         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL));
1533         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1534
1535         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1536                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1537
1538         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1539                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1540 }
1541
1542 static void
1543 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1544 {
1545         int l;
1546
1547         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1548         (void) pthread_rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1549
1550         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1551                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1552
1553         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1554                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1555 }
1556
1557 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1558
1559 static uint64_t
1560 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1561 {
1562         uint64_t txg;
1563         int error;
1564
1565         /*
1566          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1567          */
1568         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1569         if (error) {
1570                 if (error == ERESTART) {
1571                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1572                         dmu_tx_wait(tx);
1573                 } else {
1574                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1575                         ztest_record_enospc(tag);
1576                 }
1577                 dmu_tx_abort(tx);
1578                 return (0);
1579         }
1580         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1581         ASSERT(txg != 0);
1582         return (txg);
1583 }
1584
1585 static void
1586 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1587 {
1588         uint64_t *ip = buf;
1589         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1590
1591         while (ip < ip_end)
1592                 *ip++ = value;
1593 }
1594
1595 #ifndef NDEBUG
1596 static boolean_t
1597 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1598 {
1599         uint64_t *ip = buf;
1600         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1601         uint64_t diff = 0;
1602
1603         while (ip < ip_end)
1604                 diff |= (value - *ip++);
1605
1606         return (diff == 0);
1607 }
1608 #endif
1609
1610 static void
1611 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1612     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1613     uint64_t crtxg)
1614 {
1615         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1616         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1617         bt->bt_object = object;
1618         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1619         bt->bt_offset = offset;
1620         bt->bt_gen = gen;
1621         bt->bt_txg = txg;
1622         bt->bt_crtxg = crtxg;
1623 }
1624
1625 static void
1626 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1627     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1628     uint64_t crtxg)
1629 {
1630         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1631         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1632         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1633         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1634         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1635         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1636         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1637         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1638 }
1639
1640 static ztest_block_tag_t *
1641 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1642 {
1643         dmu_object_info_t doi;
1644         ztest_block_tag_t *bt;
1645
1646         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1647         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1648         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1649         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1650
1651         return (bt);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1656  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1657  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1658  */
1659 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1660         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1661
1662 /*
1663  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1664  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1665  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1666  * interior regions of large dnodes.
1667  */
1668 void
1669 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1670     objset_t *os, uint64_t gen)
1671 {
1672         uint64_t *bonusp;
1673
1674         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1675
1676         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1677                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1678                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1679                 *bonusp = token;
1680         }
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1685  * expected tokens.
1686  */
1687 void
1688 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1689     objset_t *os, uint64_t gen)
1690 {
1691         uint64_t *bonusp;
1692
1693         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1694                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1695                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1696                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1697         }
1698 }
1699
1700 /*
1701  * ZIL logging ops
1702  */
1703
1704 #define lrz_type        lr_mode
1705 #define lrz_blocksize   lr_uid
1706 #define lrz_ibshift     lr_gid
1707 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1708 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1709
1710 static void
1711 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1712 {
1713         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1714         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1715         itx_t *itx;
1716
1717         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1718                 return;
1719
1720         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1721         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1722             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1723
1724         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1725 }
1726
1727 static void
1728 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1729 {
1730         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1731         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1732         itx_t *itx;
1733
1734         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1735                 return;
1736
1737         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1738         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1739             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1740
1741         itx->itx_oid = object;
1742         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1743 }
1744
1745 static void
1746 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1747 {
1748         itx_t *itx;
1749         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1750
1751         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1752                 return;
1753
1754         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1755                 write_state = WR_INDIRECT;
1756
1757         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1758             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1759
1760         if (write_state == WR_COPIED &&
1761             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1762             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1763                 zil_itx_destroy(itx);
1764                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1765                 write_state = WR_NEED_COPY;
1766         }
1767         itx->itx_private = zd;
1768         itx->itx_wr_state = write_state;
1769         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1770
1771         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1772             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1773
1774         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1775 }
1776
1777 static void
1778 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1779 {
1780         itx_t *itx;
1781
1782         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1783                 return;
1784
1785         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1786         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1787             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1788
1789         itx->itx_sync = B_FALSE;
1790         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1791 }
1792
1793 static void
1794 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1795 {
1796         itx_t *itx;
1797
1798         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1799                 return;
1800
1801         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1802         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1803             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1804
1805         itx->itx_sync = B_FALSE;
1806         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1807 }
1808
1809 /*
1810  * ZIL replay ops
1811  */
1812 static int
1813 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1814 {
1815         ztest_ds_t *zd = arg1;
1816         lr_create_t *lr = arg2;
1817         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1818         objset_t *os = zd->zd_os;
1819         ztest_block_tag_t *bbt;
1820         dmu_buf_t *db;
1821         dmu_tx_t *tx;
1822         uint64_t txg;
1823         int error = 0;
1824         int bonuslen;
1825
1826         if (byteswap)
1827                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1828
1829         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1830         ASSERT(name[0] != '\0');
1831
1832         tx = dmu_tx_create(os);
1833
1834         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1835
1836         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1837                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1838         } else {
1839                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1840         }
1841
1842         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1843         if (txg == 0)
1844                 return (ENOSPC);
1845
1846         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1847         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1848
1849         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1850                 if (lr->lr_foid == 0) {
1851                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1852                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1853                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1854                 } else {
1855                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1856                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1857                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1858                 }
1859         } else {
1860                 if (lr->lr_foid == 0) {
1861                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1862                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1863                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1864                 } else {
1865                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1866                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1867                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1868                 }
1869         }
1870
1871         if (error) {
1872                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1873                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1874                 dmu_tx_commit(tx);
1875                 return (error);
1876         }
1877
1878         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1879
1880         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1881                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1882                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1883
1884         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1885         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1886         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1887         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1888             lr->lr_gen, txg, txg);
1889         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1890         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1891
1892         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1893             &lr->lr_foid, tx));
1894
1895         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1896
1897         dmu_tx_commit(tx);
1898
1899         return (0);
1900 }
1901
1902 static int
1903 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1904 {
1905         ztest_ds_t *zd = arg1;
1906         lr_remove_t *lr = arg2;
1907         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1908         objset_t *os = zd->zd_os;
1909         dmu_object_info_t doi;
1910         dmu_tx_t *tx;
1911         uint64_t object, txg;
1912
1913         if (byteswap)
1914                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1915
1916         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1917         ASSERT(name[0] != '\0');
1918
1919         VERIFY3U(0, ==,
1920             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1921         ASSERT(object != 0);
1922
1923         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1924
1925         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1926
1927         tx = dmu_tx_create(os);
1928
1929         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1930         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1931
1932         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1933         if (txg == 0) {
1934                 ztest_object_unlock(zd, object);
1935                 return (ENOSPC);
1936         }
1937
1938         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1939                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1940         } else {
1941                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1942         }
1943
1944         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1945
1946         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1947
1948         dmu_tx_commit(tx);
1949
1950         ztest_object_unlock(zd, object);
1951
1952         return (0);
1953 }
1954
1955 static int
1956 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1957 {
1958         ztest_ds_t *zd = arg1;
1959         lr_write_t *lr = arg2;
1960         objset_t *os = zd->zd_os;
1961         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1962         uint64_t offset, length;
1963         ztest_block_tag_t *bt = data;
1964         ztest_block_tag_t *bbt;
1965         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1966         dmu_object_info_t doi;
1967         dmu_tx_t *tx;
1968         dmu_buf_t *db;
1969         arc_buf_t *abuf = NULL;
1970         ztest_zrl_t *rl;
1971
1972         if (byteswap)
1973                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1974
1975         offset = lr->lr_offset;
1976         length = lr->lr_length;
1977
1978         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1979         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1980                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1981                 if (length < blocksize) {
1982                         offset -= offset % blocksize;
1983                         length = blocksize;
1984                 }
1985         }
1986
1987         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1988                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1989
1990         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1991                 bt = NULL;
1992
1993         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1994         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1995
1996         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1997
1998         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1999
2000         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2001         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2002         gen = bbt->bt_gen;
2003         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2004         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2005
2006         tx = dmu_tx_create(os);
2007
2008         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
2009
2010         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
2011             P2PHASE(offset, length) == 0)
2012                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
2013
2014         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2015         if (txg == 0) {
2016                 if (abuf != NULL)
2017                         dmu_return_arcbuf(abuf);
2018                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2019                 ztest_range_unlock(zd, rl);
2020                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2021                 return (ENOSPC);
2022         }
2023
2024         if (bt != NULL) {
2025                 /*
2026                  * Usually, verify the old data before writing new data --
2027                  * but not always, because we also want to verify correct
2028                  * behavior when the data was not recently read into cache.
2029                  */
2030                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
2031                 if (ztest_random(4) != 0) {
2032                         int prefetch = ztest_random(2) ?
2033                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
2034                         ztest_block_tag_t rbt;
2035
2036                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
2037                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
2038                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
2039                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
2040                                     offset, gen, txg, crtxg);
2041                         }
2042                 }
2043
2044                 /*
2045                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
2046                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
2047                  * open-context data, which may be different than the data
2048                  * as it was when the write was generated.
2049                  */
2050                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2051                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
2052                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
2053                             bt->bt_crtxg);
2054                 }
2055
2056                 /*
2057                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
2058                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
2059                  */
2060                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
2061                     crtxg);
2062         }
2063
2064         if (abuf == NULL) {
2065                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
2066         } else {
2067                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
2068                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(db, offset, abuf, tx);
2069         }
2070
2071         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
2072
2073         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2074
2075         dmu_tx_commit(tx);
2076
2077         ztest_range_unlock(zd, rl);
2078         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2079
2080         return (0);
2081 }
2082
2083 static int
2084 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2085 {
2086         ztest_ds_t *zd = arg1;
2087         lr_truncate_t *lr = arg2;
2088         objset_t *os = zd->zd_os;
2089         dmu_tx_t *tx;
2090         uint64_t txg;
2091         ztest_zrl_t *rl;
2092
2093         if (byteswap)
2094                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2095
2096         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2097         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
2098             RL_WRITER);
2099
2100         tx = dmu_tx_create(os);
2101
2102         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
2103
2104         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2105         if (txg == 0) {
2106                 ztest_range_unlock(zd, rl);
2107                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2108                 return (ENOSPC);
2109         }
2110
2111         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
2112             lr->lr_length, tx) == 0);
2113
2114         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
2115
2116         dmu_tx_commit(tx);
2117
2118         ztest_range_unlock(zd, rl);
2119         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2120
2121         return (0);
2122 }
2123
2124 static int
2125 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2126 {
2127         ztest_ds_t *zd = arg1;
2128         lr_setattr_t *lr = arg2;
2129         objset_t *os = zd->zd_os;
2130         dmu_tx_t *tx;
2131         dmu_buf_t *db;
2132         ztest_block_tag_t *bbt;
2133         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
2134
2135         if (byteswap)
2136                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2137
2138         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
2139
2140         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2141
2142         tx = dmu_tx_create(os);
2143         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
2144
2145         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2146         if (txg == 0) {
2147                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2148                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2149                 return (ENOSPC);
2150         }
2151
2152         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2153         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2154         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2155         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2156         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2157
2158         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2159                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
2160                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
2161                 ASSERT(lrtxg != 0);
2162         } else {
2163                 /*
2164                  * Randomly change the size and increment the generation.
2165                  */
2166                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2167                     sizeof (*bbt);
2168                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2169                 ASSERT(lrtxg == 0);
2170         }
2171
2172         /*
2173          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2174          */
2175         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2176             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2177
2178         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2179
2180         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2181         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2182         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2183         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2184
2185         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2186             txg, crtxg);
2187         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2188         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2189
2190         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2191
2192         dmu_tx_commit(tx);
2193
2194         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2195
2196         return (0);
2197 }
2198
2199 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2200         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
2201         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
2202         NULL,                   /* TX_MKDIR */
2203         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
2204         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
2205         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2206         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2207         NULL,                   /* TX_LINK */
2208         NULL,                   /* TX_RENAME */
2209         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2210         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2211         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2212         NULL,                   /* TX_ACL */
2213         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2214         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2215         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2216         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2217         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2218         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2219         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2220 };
2221
2222 /*
2223  * ZIL get_data callbacks
2224  */
2225 typedef struct ztest_zgd_private {
2226         ztest_ds_t *z_zd;
2227         ztest_zrl_t *z_rl;
2228         uint64_t z_object;
2229 } ztest_zgd_private_t;
2230
2231 static void
2232 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2233 {
2234         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2235         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2236         uint64_t object = zzp->z_object;
2237
2238         if (zgd->zgd_db)
2239                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2240
2241         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2242         ztest_object_unlock(zd, object);
2243
2244         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2245                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
2246
2247         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2248         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2249 }
2250
2251 static int
2252 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
2253     zio_t *zio)
2254 {
2255         ztest_ds_t *zd = arg;
2256         objset_t *os = zd->zd_os;
2257         uint64_t object = lr->lr_foid;
2258         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2259         uint64_t size = lr->lr_length;
2260         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2261         uint64_t crtxg;
2262         dmu_object_info_t doi;
2263         dmu_buf_t *db;
2264         zgd_t *zgd;
2265         int error;
2266         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2267
2268         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2269         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2270         ASSERT3U(size, !=, 0);
2271
2272         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2273         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2274         if (error) {
2275                 ztest_object_unlock(zd, object);
2276                 return (error);
2277         }
2278
2279         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2280
2281         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2282                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2283                 ztest_object_unlock(zd, object);
2284                 return (ENOENT);
2285         }
2286
2287         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2288         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2289         db = NULL;
2290
2291         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2292         zgd->zgd_lwb = lwb;
2293         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2294         zgd_private->z_zd = zd;
2295         zgd_private->z_object = object;
2296         zgd->zgd_private = zgd_private;
2297
2298         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2299                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2300                     RL_READER);
2301                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2302
2303                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2304                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2305                 ASSERT(error == 0);
2306         } else {
2307                 size = doi.doi_data_block_size;
2308                 if (ISP2(size)) {
2309                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2310                 } else {
2311                         ASSERT(offset < size);
2312                         offset = 0;
2313                 }
2314
2315                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2316                     RL_READER);
2317                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2318
2319                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2320                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2321
2322                 if (error == 0) {
2323                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2324
2325                         zgd->zgd_db = db;
2326                         zgd->zgd_bp = bp;
2327
2328                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2329                         ASSERT(db->db_size == size);
2330
2331                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2332                             ztest_get_done, zgd);
2333
2334                         if (error == 0)
2335                                 return (0);
2336                 }
2337         }
2338
2339         ztest_get_done(zgd, error);
2340
2341         return (error);
2342 }
2343
2344 static void *
2345 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2346 {
2347         char *lr;
2348         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2349
2350         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2351
2352         if (name)
2353                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2354
2355         return (lr);
2356 }
2357
2358 void
2359 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2360 {
2361         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2362
2363         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2368  */
2369 static int
2370 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2371 {
2372         int missing = 0;
2373         int error;
2374         int i;
2375
2376         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2377
2378         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2379                 od->od_object = 0;
2380                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2381                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2382                 if (error) {
2383                         ASSERT(error == ENOENT);
2384                         ASSERT(od->od_object == 0);
2385                         missing++;
2386                 } else {
2387                         dmu_buf_t *db;
2388                         ztest_block_tag_t *bbt;
2389                         dmu_object_info_t doi;
2390
2391                         ASSERT(od->od_object != 0);
2392                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2393
2394                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2395                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2396                             od->od_object, FTAG, &db));
2397                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2398                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2399                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2400                         od->od_type = doi.doi_type;
2401                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2402                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2403                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2404                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2405                 }
2406         }
2407
2408         return (missing);
2409 }
2410
2411 static int
2412 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2413 {
2414         int missing = 0;
2415         int i;
2416
2417         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2418
2419         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2420                 if (missing) {
2421                         od->od_object = 0;
2422                         missing++;
2423                         continue;
2424                 }
2425
2426                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2427
2428                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2429                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2430                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2431                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2432                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2433                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2434                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2435                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2436                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2437
2438                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2439                         ASSERT(missing == 0);
2440                         od->od_object = 0;
2441                         missing++;
2442                 } else {
2443                         od->od_object = lr->lr_foid;
2444                         od->od_type = od->od_crtype;
2445                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2446                         od->od_gen = od->od_crgen;
2447                         ASSERT(od->od_object != 0);
2448                 }
2449
2450                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2451         }
2452
2453         return (missing);
2454 }
2455
2456 static int
2457 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2458 {
2459         int missing = 0;
2460         int error;
2461         int i;
2462
2463         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2464
2465         od += count - 1;
2466
2467         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2468                 if (missing) {
2469                         missing++;
2470                         continue;
2471                 }
2472
2473                 /*
2474                  * No object was found.
2475                  */
2476                 if (od->od_object == 0)
2477                         continue;
2478
2479                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2480
2481                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2482
2483                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2484                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2485                         missing++;
2486                 } else {
2487                         od->od_object = 0;
2488                 }
2489                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2490         }
2491
2492         return (missing);
2493 }
2494
2495 static int
2496 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2497     void *data)
2498 {
2499         lr_write_t *lr;
2500         int error;
2501
2502         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2503
2504         lr->lr_foid = object;
2505         lr->lr_offset = offset;
2506         lr->lr_length = size;
2507         lr->lr_blkoff = 0;
2508         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2509
2510         bcopy(data, lr + 1, size);
2511
2512         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2513
2514         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2515
2516         return (error);
2517 }
2518
2519 static int
2520 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2521 {
2522         lr_truncate_t *lr;
2523         int error;
2524
2525         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2526
2527         lr->lr_foid = object;
2528         lr->lr_offset = offset;
2529         lr->lr_length = size;
2530
2531         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2532
2533         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2534
2535         return (error);
2536 }
2537
2538 static int
2539 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2540 {
2541         lr_setattr_t *lr;
2542         int error;
2543
2544         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2545
2546         lr->lr_foid = object;
2547         lr->lr_size = 0;
2548         lr->lr_mode = 0;
2549
2550         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2551
2552         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2553
2554         return (error);
2555 }
2556
2557 static void
2558 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2559 {
2560         objset_t *os = zd->zd_os;
2561         dmu_tx_t *tx;
2562         uint64_t txg;
2563         ztest_zrl_t *rl;
2564
2565         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2566
2567         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2568         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2569
2570         tx = dmu_tx_create(os);
2571
2572         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2573
2574         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2575
2576         if (txg != 0) {
2577                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2578                 dmu_tx_commit(tx);
2579                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2580         } else {
2581                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2582         }
2583
2584         ztest_range_unlock(zd, rl);
2585         ztest_object_unlock(zd, object);
2586 }
2587
2588 static void
2589 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2590 {
2591         int err;
2592         ztest_block_tag_t wbt;
2593         dmu_object_info_t doi;
2594         enum ztest_io_type io_type;
2595         uint64_t blocksize;
2596         void *data;
2597
2598         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2599         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2600         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2601
2602         /*
2603          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2604          */
2605         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2606         if (ztest_random(2) == 0)
2607                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2608
2609         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2610
2611         switch (io_type) {
2612
2613         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2614                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2615                     offset, 0, 0, 0);
2616                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2617                 break;
2618
2619         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2620                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2621                 if (ztest_random(2) == 0) {
2622                         /*
2623                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2624                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2625                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2626                          */
2627                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2628                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2629                 }
2630                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2631                 break;
2632
2633         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2634                 bzero(data, blocksize);
2635                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2636                 break;
2637
2638         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2639                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2640                 break;
2641
2642         case ZTEST_IO_SETATTR:
2643                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2644                 break;
2645         default:
2646                 break;
2647
2648         case ZTEST_IO_REWRITE:
2649                 (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2650                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2651                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2652                     B_FALSE);
2653                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2654                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2655                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2656                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2657                     B_FALSE);
2658                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2659                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2660
2661                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2662                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2663
2664                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2665                 break;
2666         }
2667
2668         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2669
2670         umem_free(data, blocksize);
2671 }
2672
2673 /*
2674  * Initialize an object description template.
2675  */
2676 static void
2677 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2678     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2679     uint64_t gen)
2680 {
2681         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2682         od->od_object = 0;
2683
2684         od->od_crtype = type;
2685         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2686         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2687         od->od_crgen = gen;
2688
2689         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2690         od->od_blocksize = 0;
2691         od->od_gen = 0;
2692
2693         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2694             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2699  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2700  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2701  * use the existing objects.
2702  */
2703 static int
2704 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2705 {
2706         int count = size / sizeof (*od);
2707         int rv = 0;
2708
2709         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2710         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2711             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2712             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2713                 rv = -1;
2714         zd->zd_od = od;
2715         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2716
2717         return (rv);
2718 }
2719
2720 /* ARGSUSED */
2721 void
2722 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2723 {
2724         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2725
2726         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2727
2728         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2729
2730         /*
2731          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2732          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2733          * will verify that the log really does contain this record.
2734          */
2735         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2736         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2737         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2738         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2739         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2740
2741         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2742 }
2743
2744 /*
2745  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2746  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2747  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2748  */
2749 /* ARGSUSED */
2750 void
2751 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2752 {
2753         objset_t *os = zd->zd_os;
2754
2755         /*
2756          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2757          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2758          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2759          */
2760         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2761         (void) pthread_rwlock_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2762
2763         /* zfsvfs_teardown() */
2764         zil_close(zd->zd_zilog);
2765
2766         /* zfsvfs_setup() */
2767         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2768         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2769
2770         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2771         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2776  * or create a pool with a bad vdev spec.
2777  */
2778 /* ARGSUSED */
2779 void
2780 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2781 {
2782         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2783         spa_t *spa;
2784         nvlist_t *nvroot;
2785
2786         if (zo->zo_mmp_test)
2787                 return;
2788
2789         /*
2790          * Attempt to create using a bad file.
2791          */
2792         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2793         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2794             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2795         nvlist_free(nvroot);
2796
2797         /*
2798          * Attempt to create using a bad mirror.
2799          */
2800         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 2, 1);
2801         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2802             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2803         nvlist_free(nvroot);
2804
2805         /*
2806          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2807          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2808          */
2809         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2810         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2811         VERIFY3U(EEXIST, ==,
2812             spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2813         nvlist_free(nvroot);
2814         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2815         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2816         spa_close(spa, FTAG);
2817
2818         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2823  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2824  */
2825 /* ARGSUSED */
2826 void
2827 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2828 {
2829         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2830         spa_t *spa = ztest_spa;
2831
2832         if (zo->zo_mmp_test)
2833                 return;
2834
2835         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2836         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2837
2838         zfs_multihost_fail_intervals = 0;
2839
2840         if (!spa_multihost(spa)) {
2841                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
2842                 mmp_thread_start(spa);
2843         }
2844
2845         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2846         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2847
2848         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2849         mmp_signal_all_threads();
2850         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2851
2852         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2853         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2854
2855         if (spa_multihost(spa)) {
2856                 mmp_thread_stop(spa);
2857                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
2858         }
2859
2860         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2861         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2862 }
2863
2864 /* ARGSUSED */
2865 void
2866 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2867 {
2868         spa_t *spa;
2869         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2870         uint64_t version, newversion;
2871         nvlist_t *nvroot, *props;
2872         char *name;
2873
2874         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2875                 return;
2876
2877         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2878         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2879
2880         /*
2881          * Clean up from previous runs.
2882          */
2883         (void) spa_destroy(name);
2884
2885         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2886             NULL, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2887
2888         /*
2889          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2890          * the initial version is capable of supporting that feature.
2891          */
2892         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2893         case 0:
2894         case 1:
2895                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2896                 break;
2897         case 2:
2898                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2899                 break;
2900         case 3:
2901                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2902                 break;
2903         }
2904
2905         /*
2906          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2907          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2908          */
2909         do {
2910                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2911         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2912
2913         props = fnvlist_alloc();
2914         fnvlist_add_uint64(props,
2915             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2916         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL), ==, 0);
2917         fnvlist_free(nvroot);
2918         fnvlist_free(props);
2919
2920         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2921         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2922         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2923
2924         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2925                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2926                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2927         }
2928
2929         spa_upgrade(spa, newversion);
2930         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2931         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2932             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2933         spa_close(spa, FTAG);
2934
2935         strfree(name);
2936         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2937 }
2938
2939 static void
2940 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
2941 {
2942         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2943
2944         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
2945
2946         switch (error) {
2947         case 0:
2948         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
2949         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2950         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2951                 break;
2952         case ENOSPC:
2953                 ztest_record_enospc(FTAG);
2954                 break;
2955         default:
2956                 fatal(0, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
2957         }
2958 }
2959
2960 static void
2961 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
2962 {
2963         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2964
2965         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
2966
2967         switch (error) {
2968         case 0:
2969         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2970         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
2971                 break;
2972         default:
2973                 fatal(0, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
2974                     spa->spa_name, error);
2975         }
2976
2977 }
2978
2979 /* ARGSUSED */
2980 void
2981 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2982 {
2983         spa_t *spa = ztest_spa;
2984
2985         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
2986         if (ztest_random(2) == 0) {
2987                 ztest_spa_checkpoint(spa);
2988         } else {
2989                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
2990         }
2991         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
2992 }
2993
2994
2995 static vdev_t *
2996 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2997 {
2998         vdev_t *mvd;
2999         int c;
3000
3001         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
3002                 return (vd);
3003
3004         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
3005                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
3006                     NULL)
3007                         return (mvd);
3008
3009         return (NULL);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
3014  */
3015 int
3016 find_vdev_hole(spa_t *spa)
3017 {
3018         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3019         int c;
3020
3021         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
3022
3023         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
3024                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
3025
3026                 if (cvd->vdev_ishole)
3027                         break;
3028         }
3029         return (c);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Verify that vdev_add() works as expected.
3034  */
3035 /* ARGSUSED */
3036 void
3037 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3038 {
3039         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3040         spa_t *spa = ztest_spa;
3041         uint64_t leaves;
3042         uint64_t guid;
3043         nvlist_t *nvroot;
3044         int error;
3045
3046         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3047                 return;
3048
3049         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3050         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3051
3052         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3053
3054         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
3055
3056         /*
3057          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
3058          */
3059         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
3060                 metaslab_group_t *mg;
3061
3062                 /*
3063                  * find the first real slog in log allocation class
3064                  */
3065                 mg =  spa_log_class(spa)->mc_rotor;
3066                 while (!mg->mg_vd->vdev_islog)
3067                         mg = mg->mg_next;
3068
3069                 guid = mg->mg_vd->vdev_guid;
3070
3071                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3072
3073                 /*
3074                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
3075                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
3076                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
3077                  * grab a reference on the dataset which may cause
3078                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
3079                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
3080                  */
3081                 pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3082                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3083                 pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3084
3085                 switch (error) {
3086                 case 0:
3087                 case EEXIST:    /* Generic zil_reset() error */
3088                 case EBUSY:     /* Replay required */
3089                 case EACCES:    /* Crypto key not loaded */
3090                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3091                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3092                         break;
3093                 default:
3094                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
3095                 }
3096         } else {
3097                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3098
3099                 /*
3100                  * Make 1/4 of the devices be log devices
3101                  */
3102                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
3103                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0, (ztest_random(4) == 0) ?
3104                     "log" : NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
3105
3106                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3107                 nvlist_free(nvroot);
3108
3109                 switch (error) {
3110                 case 0:
3111                         break;
3112                 case ENOSPC:
3113                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3114                         break;
3115                 default:
3116                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
3117                 }
3118         }
3119
3120         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3121 }
3122
3123 /* ARGSUSED */
3124 void
3125 ztest_vdev_class_add(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3126 {
3127         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3128         spa_t *spa = ztest_spa;
3129         uint64_t leaves;
3130         nvlist_t *nvroot;
3131         const char *class = (ztest_random(2) == 0) ?
3132             VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL : VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
3133         int error;
3134
3135         /*
3136          * By default add a special vdev 50% of the time
3137          */
3138         if ((ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_OFF) ||
3139             (ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_RND &&
3140             ztest_random(2) == 0)) {
3141                 return;
3142         }
3143
3144         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3145
3146         /* Only test with mirrors */
3147         if (zs->zs_mirrors < 2) {
3148                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3149                 return;
3150         }
3151
3152         /* requires feature@allocation_classes */
3153         if (!spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_ALLOCATION_CLASSES)) {
3154                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3155                 return;
3156         }
3157
3158         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3159
3160         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3161         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
3162         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3163
3164         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3165             class, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
3166
3167         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3168         nvlist_free(nvroot);
3169
3170         if (error == ENOSPC)
3171                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3172         else if (error != 0)
3173                 fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
3174
3175         /*
3176          * 50% of the time allow small blocks in the special class
3177          */
3178         if (error == 0 &&
3179             spa_special_class(spa)->mc_groups == 1 && ztest_random(2) == 0) {
3180                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
3181                         (void) printf("Enabling special VDEV small blocks\n");
3182                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
3183                     ZFS_PROP_SPECIAL_SMALL_BLOCKS, 32768, B_FALSE);
3184         }
3185
3186         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3187
3188         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
3189                 metaslab_class_t *mc;
3190
3191                 if (strcmp(class, VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL) == 0)
3192                         mc = spa_special_class(spa);
3193                 else
3194                         mc = spa_dedup_class(spa);
3195                 (void) printf("Added a %s mirrored vdev (of %d)\n",
3196                     class, (int)mc->mc_groups);
3197         }
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
3202  */
3203 /* ARGSUSED */
3204 void
3205 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3206 {
3207         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3208         spa_t *spa = ztest_spa;
3209         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3210         spa_aux_vdev_t *sav;
3211         char *aux;
3212         char *path;
3213         uint64_t guid = 0;
3214         int error;
3215
3216         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3217                 return;
3218
3219         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3220
3221         if (ztest_random(2) == 0) {
3222                 sav = &spa->spa_spares;
3223                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
3224         } else {
3225                 sav = &spa->spa_l2cache;
3226                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
3227         }
3228
3229         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3230
3231         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3232
3233         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
3234                 /*
3235                  * Pick a random device to remove.
3236                  */
3237                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
3238         } else {
3239                 /*
3240                  * Find an unused device we can add.
3241                  */
3242                 zs->zs_vdev_aux = 0;
3243                 for (;;) {
3244                         int c;
3245                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
3246                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
3247                             zs->zs_vdev_aux);
3248                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
3249                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
3250                                     path) == 0)
3251                                         break;
3252                         if (c == sav->sav_count &&
3253                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3254                                 break;
3255                         zs->zs_vdev_aux++;
3256                 }
3257         }
3258
3259         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3260
3261         if (guid == 0) {
3262                 /*
3263                  * Add a new device.
3264                  */
3265                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3266                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, NULL, 0, 0, 1);
3267                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3268
3269                 switch (error) {
3270                 case 0:
3271                         break;
3272                 default:
3273                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3274                 }
3275                 nvlist_free(nvroot);
3276         } else {
3277                 /*
3278                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3279                  * vdev state first to make sure we handle removal
3280                  * of devices that have pending state changes.
3281                  */
3282                 if (ztest_random(2) == 0)
3283                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3284
3285                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3286
3287                 switch (error) {
3288                 case 0:
3289                 case EBUSY:
3290                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3291                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3292                         break;
3293                 default:
3294                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
3295                 }
3296         }
3297
3298         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3299
3300         umem_free(path, MAXPATHLEN);
3301 }
3302
3303 /*
3304  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3305  */
3306 /* ARGSUSED */
3307 void
3308 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3309 {
3310         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3311         spa_t *spa = ztest_spa;
3312         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3313         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3314         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3315         int error = 0;
3316
3317         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3318                 return;
3319
3320         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3321
3322         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
3323         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3324                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3325                 return;
3326         }
3327
3328         /* clean up the old pool, if any */
3329         (void) spa_destroy("splitp");
3330
3331         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3332
3333         /* generate a config from the existing config */
3334         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3335         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
3336             &tree) == 0);
3337         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3338
3339         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
3340             &children) == 0);
3341
3342         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3343         for (c = 0; c < children; c++) {
3344                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3345                 nvlist_t **mchild;
3346                 uint_t mchildren;
3347
3348                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3349                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
3350                             0) == 0);
3351                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
3352                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
3353                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
3354                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
3355                         if (lastlogid == 0)
3356                                 lastlogid = schildren;
3357                         ++schildren;
3358                         continue;
3359                 }
3360                 lastlogid = 0;
3361                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3362                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
3363                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
3364         }
3365
3366         /* OK, create a config that can be used to split */
3367         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3368         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
3369             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
3370         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
3371             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
3372
3373         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3374         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
3375
3376         for (c = 0; c < schildren; c++)
3377                 nvlist_free(schild[c]);
3378         free(schild);
3379         nvlist_free(split);
3380
3381         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3382
3383         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3384         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3385         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3386
3387         nvlist_free(config);
3388
3389         if (error == 0) {
3390                 (void) printf("successful split - results:\n");
3391                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3392                 show_pool_stats(spa);
3393                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3394                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3395                 ++zs->zs_splits;
3396                 --zs->zs_mirrors;
3397         }
3398         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3399 }
3400
3401 /*
3402  * Verify that we can attach and detach devices.
3403  */
3404 /* ARGSUSED */
3405 void
3406 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3407 {
3408         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3409         spa_t *spa = ztest_spa;
3410         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3411         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3412         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3413         nvlist_t *root;
3414         uint64_t leaves;
3415         uint64_t leaf, top;
3416         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3417         uint64_t oldguid, pguid;
3418         uint64_t oldsize, newsize;
3419         char *oldpath, *newpath;
3420         int replacing;
3421         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3422         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3423         int oldvd_is_log;
3424         int error, expected_error;
3425
3426         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3427                 return;
3428
3429         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3430         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3431
3432         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3433         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3434
3435         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
3436
3437         /*
3438          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
3439          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
3440          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
3441          * of removal.
3442          */
3443         if (ztest_device_removal_active) {
3444                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3445                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3446                 return;
3447         }
3448
3449         /*
3450          * Decide whether to do an attach or a replace.
3451          */
3452         replacing = ztest_random(2);
3453
3454         /*
3455          * Pick a random top-level vdev.
3456          */
3457         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3458
3459         /*
3460          * Pick a random leaf within it.
3461          */
3462         leaf = ztest_random(leaves);
3463
3464         /*
3465          * Locate this vdev.
3466          */
3467         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3468
3469         /* pick a child from the mirror */
3470         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3471                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3472                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3473                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3474         }
3475
3476         /* pick a child out of the raidz group */
3477         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3478                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3479                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3480                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3481         }
3482
3483         /*
3484          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3485          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3486          */
3487         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3488                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3489                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3490                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3491         }
3492
3493         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3494         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3495         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3496         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3497         pvd = oldvd->vdev_parent;
3498         pguid = pvd->vdev_guid;
3499
3500         /*
3501          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3502          */
3503         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3504                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3505                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3506                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3507                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3508                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3509                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3510                 goto out;
3511         }
3512
3513         /*
3514          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3515          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3516          */
3517         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3518                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3519                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3520                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3521         } else {
3522                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3523                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3524                     top * leaves + leaf);
3525                 if (ztest_random(2) == 0)
3526                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3527                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3528         }
3529
3530         if (newvd) {
3531                 /*
3532                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3533                  */
3534                 vdev_reopen(newvd);
3535                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3536         } else {
3537                 /*
3538                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3539                  * If it's smaller, the attach should fail.
3540                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3541                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3542                  */
3543                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3544         }
3545
3546         /*
3547          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3548          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3549          *
3550          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3551          *
3552          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3553          */
3554         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3555             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3556             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3557             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3558                 expected_error = ENOTSUP;
3559         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3560                 expected_error = ENOTSUP;
3561         else if (newvd == oldvd)
3562                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3563         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3564                 expected_error = EBUSY;
3565         else if (newsize < oldsize)
3566                 expected_error = EOVERFLOW;
3567         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3568                 expected_error = EDOM;
3569         else
3570                 expected_error = 0;
3571
3572         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3573
3574         /*
3575          * Build the nvlist describing newpath.
3576          */
3577         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3578             ashift, NULL, 0, 0, 1);
3579
3580         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3581
3582         nvlist_free(root);
3583
3584         /*
3585          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3586          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3587          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3588          */
3589         if (expected_error == ENOTSUP &&
3590             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3591                 expected_error = error;
3592
3593         /*
3594          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3595          */
3596         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3597                 expected_error = error;
3598
3599         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3600             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3601                 expected_error = error;
3602
3603         /* XXX workaround 6690467 */
3604         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3605                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3606                     "returned %d, expected %d",
3607                     oldpath, oldsize, newpath,
3608                     newsize, replacing, error, expected_error);
3609         }
3610 out:
3611         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3612
3613         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3614         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3615 }
3616
3617 /* ARGSUSED */
3618 void
3619 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3620 {
3621         spa_t *spa = ztest_spa;
3622         vdev_t *vd;
3623         uint64_t guid;
3624         int error;
3625
3626         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3627
3628         if (ztest_device_removal_active) {
3629                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3630                 return;
3631         }
3632
3633         /*
3634          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3635          */
3636         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3637         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3638         guid = vd->vdev_guid;
3639         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3640
3641         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3642         if (error == 0) {
3643                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3644                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3645
3646                 while (spa->spa_vdev_removal != NULL)
3647                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3648         } else {
3649                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3650                 return;
3651         }
3652
3653         /*
3654          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3655          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3656          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3657          * offset are redundant and can be damaged.
3658          */
3659         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3660         if (error == 0) {
3661                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3662                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3663         }
3664
3665         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3666         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3667         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3672  */
3673 vdev_t *
3674 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3675 {
3676         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3677         size_t *newsize = arg;
3678         size_t fsize;
3679         int fd;
3680
3681         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3682         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3683
3684         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3685                 return (vd);
3686
3687         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3688         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3689
3690         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3691                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3692                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3693         }
3694         (void) close(fd);
3695         return (NULL);
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3700  */
3701 /* ARGSUSED */
3702 vdev_t *
3703 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3704 {
3705         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3706         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3707         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3708         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3709         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3710         int error;
3711
3712         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3713         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3714
3715         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3716         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3717         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3718         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3719
3720         /*
3721          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3722          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3723          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3724          */
3725         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3726                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3727                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3728                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3729                 }
3730                 return (vd);
3731         }
3732         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3733
3734         /*
3735          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3736          * still talking to the original vdev. It's possible this
3737          * vdev may have been detached/replaced while we were
3738          * trying to online it.
3739          */
3740         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3741                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3742                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3743                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3744                             "got gen %llu\n",
3745                             (u_longlong_t)guid,
3746                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3747                             (u_longlong_t)generation,
3748                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3749                 }
3750                 return (vd);
3751         }
3752         return (NULL);
3753 }
3754
3755 /*
3756  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3757  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3758  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3759  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3760  * leaf vdev we encounter.
3761  */
3762 vdev_t *
3763 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3764 {
3765         uint_t c;
3766
3767         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3768                 if (func == NULL)
3769                         return (vd);
3770                 else
3771                         return (func(vd, arg));
3772         }
3773
3774         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3775                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3776                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3777                         return (cvd);
3778         }
3779         return (NULL);
3780 }
3781
3782 /*
3783  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3784  */
3785 /* ARGSUSED */
3786 void
3787 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3788 {
3789         spa_t *spa = ztest_spa;
3790         vdev_t *vd, *tvd;
3791         metaslab_class_t *mc;
3792         metaslab_group_t *mg;
3793         size_t psize, newsize;
3794         uint64_t top;
3795         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3796
3797         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3798         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3799         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3800
3801         /*
3802          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
3803          * we are running, in which case we would not be able to verify
3804          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
3805          * when the device removal completes).
3806          */
3807         if (ztest_device_removal_active) {
3808                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3809                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3810                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3811                 return;
3812         }
3813
3814         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3815
3816         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3817         mg = tvd->vdev_mg;
3818         mc = mg->mg_class;
3819         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3820         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3821
3822         /*
3823          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3824          * our top-level device.
3825          */
3826         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3827         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3828         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3829
3830         psize = vd->vdev_psize;
3831
3832         /*
3833          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3834          * original size, and it has a valid psize.
3835          */
3836         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3837             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3838                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3839                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3840                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3841                 return;
3842         }
3843         ASSERT(psize > 0);
3844         newsize = psize + MAX(psize / 8, SPA_MAXBLOCKSIZE);
3845         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3846
3847         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3848                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3849                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3850         }
3851
3852         /*
3853          * Growing the vdev is a two step process:
3854          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3855          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3856          */
3857         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3858             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3859             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3860                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3861                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3862                             "the vdev configuration changed.\n");
3863                 }
3864                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3865                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3866                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3867                 return;
3868         }
3869
3870         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3871
3872         /*
3873          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3874          * thus we must wait for the async thread to complete any
3875          * pending tasks before proceeding.
3876          */
3877         for (;;) {
3878                 boolean_t done;
3879                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3880                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3881                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3882                 if (done)
3883                         break;
3884                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3885                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3886         }
3887
3888         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3889
3890         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3891         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3892         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3893
3894         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3895                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3896                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3897                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3898                 }
3899                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3900                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3901                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3902                 return;
3903         }
3904
3905         /*
3906          * Make sure we were able to grow the vdev.
3907          */
3908         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
3909                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu < %llu\n",
3910                     old_ms_count, new_ms_count);
3911         }
3912
3913         /*
3914          * Make sure we were able to grow the pool.
3915          */
3916         if (new_class_space <= old_class_space) {
3917                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu < %llu\n",
3918                     old_class_space, new_class_space);
3919         }
3920
3921         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3922                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3923
3924                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3925                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3926                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3927                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3928         }
3929
3930         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3931         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3932         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3937  */
3938 /* ARGSUSED */
3939 static void
3940 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3941 {
3942         /*
3943          * Create the objects common to all ztest datasets.
3944          */
3945         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3946             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3947 }
3948
3949 static int
3950 ztest_dataset_create(char *dsname)
3951 {
3952         int err;
3953         uint64_t rand;
3954         dsl_crypto_params_t *dcp = NULL;
3955
3956         /*
3957          * 50% of the time, we create encrypted datasets
3958          * using a random cipher suite and a hard-coded
3959          * wrapping key.
3960          */
3961         rand = ztest_random(2);
3962         if (rand != 0) {
3963                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
3964                 nvlist_t *props = fnvlist_alloc();
3965
3966                 /* slight bias towards the default cipher suite */
3967                 rand = ztest_random(ZIO_CRYPT_FUNCTIONS);
3968                 if (rand < ZIO_CRYPT_AES_128_CCM)
3969                         rand = ZIO_CRYPT_ON;
3970
3971                 fnvlist_add_uint64(props,
3972                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_ENCRYPTION), rand);
3973                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
3974                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
3975
3976                 /*
3977                  * These parameters aren't really used by the kernel. They
3978                  * are simply stored so that userspace knows how to load
3979                  * the wrapping key.
3980                  */
3981                 fnvlist_add_uint64(props,
3982                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYFORMAT), ZFS_KEYFORMAT_RAW);
3983                 fnvlist_add_string(props,
3984                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYLOCATION), "prompt");
3985                 fnvlist_add_uint64(props,
3986                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_SALT), 0ULL);
3987                 fnvlist_add_uint64(props,
3988                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_ITERS), 0ULL);
3989
3990                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, props,
3991                     crypto_args, &dcp));
3992
3993                 /*
3994                  * Cycle through all available encryption implementations
3995                  * to verify interoperability.
3996                  */
3997                 VERIFY0(gcm_impl_set("cycle"));
3998                 VERIFY0(aes_impl_set("cycle"));
3999
4000                 fnvlist_free(crypto_args);
4001                 fnvlist_free(props);
4002         }
4003
4004         err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0, dcp,
4005             ztest_objset_create_cb, NULL);
4006         dsl_crypto_params_free(dcp, !!err);
4007
4008         rand = ztest_random(100);
4009         if (err || rand < 80)
4010                 return (err);
4011
4012         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
4013                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
4014         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
4015             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
4016 }
4017
4018 /* ARGSUSED */
4019 static int
4020 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
4021 {
4022         objset_t *os;
4023         dmu_object_info_t doi;
4024         int error;
4025
4026         /*
4027          * Verify that the dataset contains a directory object.
4028          */
4029         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4030             B_TRUE, FTAG, &os));
4031         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
4032         if (error != ENOENT) {
4033                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
4034                 ASSERT0(error);
4035                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
4036                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
4037         }
4038         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4039
4040         /*
4041          * Destroy the dataset.
4042          */
4043         if (strchr(name, '@') != NULL) {
4044                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
4045         } else {
4046                 error = dsl_destroy_head(name);
4047                 /* There could be a hold on this dataset */
4048                 if (error != EBUSY)
4049                         ASSERT0(error);
4050         }
4051         return (0);
4052 }
4053
4054 static boolean_t
4055 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
4056 {
4057         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4058         int error;
4059
4060         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
4061
4062         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4063         if (error == ENOSPC) {
4064                 ztest_record_enospc(FTAG);
4065                 return (B_FALSE);
4066         }
4067         if (error != 0 && error != EEXIST) {
4068                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
4069                     snapname, error);
4070         }
4071         return (B_TRUE);
4072 }
4073
4074 static boolean_t
4075 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
4076 {
4077         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4078         int error;
4079
4080         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
4081             (u_longlong_t)id);
4082
4083         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
4084         if (error != 0 && error != ENOENT)
4085                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
4086         return (B_TRUE);
4087 }
4088
4089 /* ARGSUSED */
4090 void
4091 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4092 {
4093         ztest_ds_t *zdtmp;
4094         int iters;
4095         int error;
4096         objset_t *os, *os2;
4097         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4098         zilog_t *zilog;
4099         int i;
4100
4101         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
4102
4103         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4104
4105         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
4106             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
4107
4108         /*
4109          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
4110          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
4111          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
4112          */
4113         if (ztest_random(2) == 0 &&
4114             ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
4115             B_TRUE, FTAG, &os) == 0) {
4116                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4117                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
4118                 ztest_zd_fini(zdtmp);
4119                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4120                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4121         }
4122
4123         /*
4124          * There may be an old instance of the dataset we're about to
4125          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
4126          * and all of its snapshots.
4127          */
4128         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
4129             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
4130
4131         /*
4132          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
4133          */
4134         VERIFY3U(ENOENT, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4135             B_TRUE, FTAG, &os));
4136
4137         /*
4138          * Verify that we can create a new dataset.
4139          */
4140         error = ztest_dataset_create(name);
4141         if (error) {
4142                 if (error == ENOSPC) {
4143                         ztest_record_enospc(FTAG);
4144                         goto out;
4145                 }
4146                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
4147         }
4148
4149         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, B_TRUE,
4150             FTAG, &os));
4151
4152         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4153
4154         /*
4155          * Open the intent log for it.
4156          */
4157         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
4158
4159         /*
4160          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
4161          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
4162          */
4163         iters = ztest_random(5);
4164         for (i = 0; i < iters; i++) {
4165                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
4166                 if (ztest_random(iters) == 0)
4167                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
4168         }
4169
4170         /*
4171          * Verify that we cannot create an existing dataset.
4172          */
4173         VERIFY3U(EEXIST, ==,
4174             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL, NULL));
4175
4176         /*
4177          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
4178          */
4179         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
4180         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
4181
4182         /*
4183          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
4184          */
4185         VERIFY3U(EBUSY, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER,
4186             B_FALSE, B_TRUE, FTAG, &os2));
4187
4188         zil_close(zilog);
4189         txg_wait_synced(spa_get_dsl(os->os_spa), 0);
4190         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4191         ztest_zd_fini(zdtmp);
4192 out:
4193         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4194
4195         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
4196 }
4197
4198 /*
4199  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
4200  */
4201 void
4202 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4203 {
4204         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4205         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
4206         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
4207         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
4212  */
4213 void
4214 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
4215 {
4216         char *snap1name;
4217         char *clone1name;
4218         char *snap2name;
4219         char *clone2name;
4220         char *snap3name;
4221         int error;
4222
4223         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4224         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4225         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4226         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4227         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4228
4229         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4230             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4231         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4232             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4233         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4234             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4235         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4236             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4237         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4238             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4239
4240         error = dsl_destroy_head(clone2name);
4241         if (error && error != ENOENT)
4242                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
4243         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
4244         if (error && error != ENOENT)
4245                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4246         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
4247         if (error && error != ENOENT)
4248                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4249         error = dsl_destroy_head(clone1name);
4250         if (error && error != ENOENT)
4251                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
4252         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
4253         if (error && error != ENOENT)
4254                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4255
4256         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4257         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4258         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4259         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4260         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4261 }
4262
4263 /*
4264  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
4265  */
4266 void
4267 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4268 {
4269         objset_t *os;
4270         char *snap1name;
4271         char *clone1name;
4272         char *snap2name;
4273         char *clone2name;
4274         char *snap3name;
4275         char *osname = zd->zd_name;
4276         int error;
4277
4278         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4279         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4280         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4281         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4282         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4283
4284         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4285
4286         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4287
4288         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4289             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4290         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4291             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4292         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4293             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4294         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4295             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4296         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4297             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4298
4299         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
4300         if (error && error != EEXIST) {
4301                 if (error == ENOSPC) {
4302                         ztest_record_enospc(FTAG);
4303                         goto out;
4304                 }
4305                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4306         }
4307
4308         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
4309         if (error) {
4310                 if (error == ENOSPC) {
4311                         ztest_record_enospc(FTAG);
4312                         goto out;
4313                 }
4314                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
4315         }
4316
4317         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
4318         if (error && error != EEXIST) {
4319                 if (error == ENOSPC) {
4320                         ztest_record_enospc(FTAG);
4321                         goto out;
4322                 }
4323                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4324         }
4325
4326         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
4327         if (error && error != EEXIST) {
4328                 if (error == ENOSPC) {
4329                         ztest_record_enospc(FTAG);
4330                         goto out;
4331                 }
4332                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4333         }
4334
4335         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
4336         if (error) {
4337                 if (error == ENOSPC) {
4338                         ztest_record_enospc(FTAG);
4339                         goto out;
4340                 }
4341                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
4342         }
4343
4344         error = ztest_dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE,
4345             FTAG, &os);
4346         if (error)
4347                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
4348         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
4349         if (error == ENOSPC) {
4350                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4351                 ztest_record_enospc(FTAG);
4352                 goto out;
4353         }
4354         if (error != EBUSY)
4355                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
4356                     error);
4357         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4358
4359 out:
4360         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4361
4362         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4363
4364         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4365         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4366         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4367         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4368         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4369 }
4370
4371 #undef OD_ARRAY_SIZE
4372 #define OD_ARRAY_SIZE   4
4373
4374 /*
4375  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4376  */
4377 void
4378 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4379 {
4380         ztest_od_t *od;
4381         int batchsize;
4382         int size;
4383         int b;
4384
4385         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4386         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4387         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
4388
4389         for (b = 0; b < batchsize; b++)
4390                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4391                     0, 0, 0);
4392
4393         /*
4394          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4395          * and do some I/O on the new objects.
4396          */
4397         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
4398                 return;
4399
4400         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4401                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4402                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4403
4404         umem_free(od, size);
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
4409  */
4410 void
4411 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4412 {
4413         objset_t *os = zd->zd_os;
4414         int dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
4415         uint64_t object;
4416
4417         /*
4418          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
4419          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
4420          */
4421         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
4422         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
4423         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
4424         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
4425 }
4426
4427 #undef OD_ARRAY_SIZE
4428 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4429
4430 /*
4431  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4432  */
4433 void
4434 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4435 {
4436         int size;
4437         ztest_od_t *od;
4438
4439         objset_t *os = zd->zd_os;
4440         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4441         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4442         dmu_tx_t *tx;
4443         int i, freeit, error;
4444         uint64_t n, s, txg;
4445         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4446         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4447         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4448         uint64_t regions = 997;
4449         uint64_t stride = 123456789ULL;
4450         uint64_t width = 40;
4451         int free_percent = 5;
4452
4453         /*
4454          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4455          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4456          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4457          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4458          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4459          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4460          *
4461          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4462          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4463          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4464          *
4465          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4466          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4467          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4468          *
4469          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4470          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4471          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4472          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4473          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4474          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4475          */
4476
4477         /*
4478          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4479          */
4480         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
4481         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4482             chunksize);
4483
4484         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4485                 umem_free(od, size);
4486                 return;
4487         }
4488
4489         bigobj = od[0].od_object;
4490         packobj = od[1].od_object;
4491         chunksize = od[0].od_gen;
4492         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4493
4494         /*
4495          * Prefetch a random chunk of the big object.
4496          * Our aim here is to get some async reads in flight
4497          * for blocks that we may free below; the DMU should
4498          * handle this race correctly.
4499          */
4500         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4501         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4502         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4503             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4504
4505         /*
4506          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4507          */
4508         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4509         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4510
4511         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4512         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4513
4514         bigoff = n * chunksize;
4515         bigsize = s * chunksize;
4516
4517         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4518         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4519
4520         /*
4521          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4522          * overwriting it.
4523          */
4524         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4525
4526         /*
4527          * Read the current contents of our objects.
4528          */
4529         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4530             DMU_READ_PREFETCH);
4531         ASSERT0(error);
4532         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4533             DMU_READ_PREFETCH);
4534         ASSERT0(error);
4535
4536         /*
4537          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4538          */
4539         tx = dmu_tx_create(os);
4540
4541         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4542
4543         if (freeit)
4544                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4545         else
4546                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4547
4548         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4549         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4550
4551         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4552         if (txg == 0) {
4553                 umem_free(packbuf, packsize);
4554                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4555                 umem_free(od, size);
4556                 return;
4557         }
4558
4559         enum zio_checksum cksum;
4560         do {
4561                 cksum = (enum zio_checksum)
4562                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4563         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4564         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4565
4566         enum zio_compress comp;
4567         do {
4568                 comp = (enum zio_compress)
4569                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4570         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4571         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4572
4573         /*
4574          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4575          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4576          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4577          * with the new values we want to write out.
4578          */
4579         for (i = 0; i < s; i++) {
4580                 /* LINTED */
4581                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4582                 /* LINTED */
4583                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4584                 /* LINTED */
4585                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4586
4587                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4588                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4589
4590                 if (pack->bw_txg > txg)
4591                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4592                             pack->bw_txg, txg);
4593
4594                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4595                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4596                             pack->bw_index, n, i);
4597
4598                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4599                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4600
4601                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4602                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4603
4604                 if (freeit) {
4605                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4606                 } else {
4607                         pack->bw_index = n + i;
4608                         pack->bw_txg = txg;
4609                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4610                 }
4611                 *bigH = *pack;
4612                 *bigT = *pack;
4613         }
4614
4615         /*
4616          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4617          * Now write them out.
4618          */
4619         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4620
4621         if (freeit) {
4622                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4623                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4624                             " txg %llx\n",
4625                             (u_longlong_t)bigoff,
4626                             (u_longlong_t)bigsize,
4627                             (u_longlong_t)txg);
4628                 }
4629                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4630         } else {
4631                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4632                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4633                             " txg %llx\n",
4634                             (u_longlong_t)bigoff,
4635                             (u_longlong_t)bigsize,
4636                             (u_longlong_t)txg);
4637                 }
4638                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4639         }
4640
4641         dmu_tx_commit(tx);
4642
4643         /*
4644          * Sanity check the stuff we just wrote.
4645          */
4646         {
4647                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4648                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4649
4650                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4651                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4652                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4653                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4654
4655                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4656                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4657
4658                 umem_free(packcheck, packsize);
4659                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4660         }
4661
4662         umem_free(packbuf, packsize);
4663         umem_free(bigbuf, bigsize);
4664         umem_free(od, size);
4665 }
4666
4667 void
4668 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4669     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4670 {
4671         uint64_t i;
4672         bufwad_t *pack;
4673         bufwad_t *bigH;
4674         bufwad_t *bigT;
4675
4676         /*
4677          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4678          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4679          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4680          * with the new values we want to write out.
4681          */
4682         for (i = 0; i < s; i++) {
4683                 /* LINTED */
4684                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4685                 /* LINTED */
4686                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4687                 /* LINTED */
4688                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4689
4690                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4691                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4692
4693                 if (pack->bw_txg > txg)
4694                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4695                             pack->bw_txg, txg);
4696
4697                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4698                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4699                             pack->bw_index, n, i);
4700
4701                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4702                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4703
4704                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4705                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4706
4707                 pack->bw_index = n + i;
4708                 pack->bw_txg = txg;
4709                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4710
4711                 *bigH = *pack;
4712                 *bigT = *pack;
4713         }
4714 }
4715
4716 #undef OD_ARRAY_SIZE
4717 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4718
4719 void
4720 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4721 {
4722         objset_t *os = zd->zd_os;
4723         ztest_od_t *od;
4724         dmu_tx_t *tx;
4725         uint64_t i;
4726         int error;
4727         int size;
4728         uint64_t n, s, txg;
4729         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4730         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4731         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4732         uint64_t chunksize = blocksize;
4733         uint64_t regions = 997;
4734         uint64_t stride = 123456789ULL;
4735         uint64_t width = 9;
4736         dmu_buf_t *bonus_db;
4737         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4738         dmu_object_info_t doi;
4739
4740         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4741         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4742
4743         /*
4744          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4745          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4746          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4747          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4748          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4749          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4750          *
4751          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4752          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4753          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4754          *
4755          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4756          * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() can be tested for object updates.
4757          */
4758
4759         /*
4760          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4761          */
4762         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4763         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4764             chunksize);
4765
4766
4767         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4768                 umem_free(od, size);
4769                 return;
4770         }
4771
4772         bigobj = od[0].od_object;
4773         packobj = od[1].od_object;
4774         blocksize = od[0].od_blocksize;
4775         chunksize = blocksize;
4776         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4777
4778         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4779         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4780         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4781         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4782
4783         /*
4784          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4785          */
4786         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4787         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4788
4789         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4790         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4791
4792         bigoff = n * chunksize;
4793         bigsize = s * chunksize;
4794
4795         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4796         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4797
4798         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4799
4800         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4801
4802         /*
4803          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4804          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4805          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4806          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4807          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4808          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4809          * Iteration 6 one more zcopy write.
4810          */
4811         for (i = 0; i < 7; i++) {
4812                 uint64_t j;
4813                 uint64_t off;
4814
4815                 /*
4816                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4817                  * that don't match bigobj blksz to test
4818                  * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() when it can't directly
4819                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4820                  */
4821                 for (j = 0; j < s; j++) {
4822                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4823                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4824                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4825                         } else {
4826                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4827                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4828                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4829                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4830                         }
4831                 }
4832
4833                 /*
4834                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4835                  */
4836                 tx = dmu_tx_create(os);
4837
4838                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4839                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4840
4841                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4842                 if (txg == 0) {
4843                         umem_free(packbuf, packsize);
4844                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4845                         for (j = 0; j < s; j++) {
4846                                 if (i != 5 ||
4847                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4848                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4849                                 } else {
4850                                         dmu_return_arcbuf(
4851                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4852                                         dmu_return_arcbuf(
4853                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4854                                 }
4855                         }
4856                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4857                         umem_free(od, size);
4858                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4859                         return;
4860                 }
4861
4862                 /*
4863                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4864                  * test dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() for the case when there are
4865                  * no existing dbufs for the specified offsets.
4866                  */
4867                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4868                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4869                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4870                         ASSERT0(error);
4871                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4872                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4873                         ASSERT0(error);
4874                 }
4875                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4876                     n, chunksize, txg);
4877
4878                 /*
4879                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4880                  * Now write them out.
4881                  */
4882                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4883                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4884                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4885                             " txg %llx\n",
4886                             (u_longlong_t)bigoff,
4887                             (u_longlong_t)bigsize,
4888                             (u_longlong_t)txg);
4889                 }
4890                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4891                         dmu_buf_t *dbt;
4892                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4893                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4894                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4895                         } else {
4896                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4897                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4898                                     chunksize / 2);
4899                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4900                                     chunksize / 2,
4901                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4902                                     chunksize / 2);
4903                         }
4904
4905                         if (i == 1) {
4906                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4907                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4908                         }
4909                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4910                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4911                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4912                         } else {
4913                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4914                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4915                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
4916                                     off + chunksize / 2,
4917                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4918                         }
4919                         if (i == 1) {
4920                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4921                         }
4922                 }
4923                 dmu_tx_commit(tx);
4924
4925                 /*
4926                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4927                  */
4928                 {
4929                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4930                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4931
4932                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4933                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4934                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4935                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4936
4937                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4938                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4939
4940                         umem_free(packcheck, packsize);
4941                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4942                 }
4943                 if (i == 2) {
4944                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4945                 } else if (i == 3) {
4946                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4947                 }
4948         }
4949
4950         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4951         umem_free(packbuf, packsize);
4952         umem_free(bigbuf, bigsize);
4953         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4954         umem_free(od, size);
4955 }
4956
4957 /* ARGSUSED */
4958 void
4959 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4960 {
4961         ztest_od_t *od;
4962
4963         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4964         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4965             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4966
4967         /*
4968          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4969          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4970          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4971          */
4972         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4973
4974         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4975                 return;
4976
4977         while (ztest_random(10) != 0)
4978                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4979
4980         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4981 }
4982
4983 void
4984 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4985 {
4986         ztest_od_t *od;
4987         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4988             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4989         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4990         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4991         void *data;
4992
4993         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4994
4995         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4996
4997         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4998             !ztest_random(2)) != 0) {
4999                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5000                 return;
5001         }
5002
5003         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
5004                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5005                 return;
5006         }
5007
5008         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
5009
5010         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
5011
5012         while (ztest_random(count) != 0) {
5013                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
5014                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
5015                     data) != 0)
5016                         break;
5017                 while (ztest_random(4) != 0)
5018                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
5019         }
5020
5021         umem_free(data, blocksize);
5022         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5023 }
5024
5025 /*
5026  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
5027  */
5028 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
5029 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
5030 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
5031
5032 void
5033 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5034 {
5035         objset_t *os = zd->zd_os;
5036         ztest_od_t *od;
5037         uint64_t object;
5038         uint64_t txg, last_txg;
5039         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
5040         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
5041         int i, ints;
5042         dmu_tx_t *tx;
5043         char propname[100], txgname[100];
5044         int error;
5045         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
5046
5047         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5048         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5049
5050         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5051             !ztest_random(2)) != 0)
5052                 goto out;
5053
5054         object = od->od_object;
5055
5056         /*
5057          * Generate a known hash collision, and verify that
5058          * we can lookup and remove both entries.
5059          */
5060         tx = dmu_tx_create(os);
5061         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5062         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5063         if (txg == 0)
5064                 goto out;
5065         for (i = 0; i < 2; i++) {
5066                 value[i] = i;
5067                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
5068                     1, &value[i], tx));
5069         }
5070         for (i = 0; i < 2; i++) {
5071                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
5072                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
5073                 VERIFY3U(0, ==,
5074                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
5075                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5076                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5077         }
5078         for (i = 0; i < 2; i++) {
5079                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
5080         }
5081         dmu_tx_commit(tx);
5082
5083         /*
5084          * Generate a buch of random entries.
5085          */
5086         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
5087
5088         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5089         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
5090         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
5091         bzero(value, sizeof (value));
5092         last_txg = 0;
5093
5094         /*
5095          * If these zap entries already exist, validate their contents.
5096          */
5097         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5098         if (error == 0) {
5099                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5100                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5101
5102                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
5103                     zl_ints, &last_txg) == 0);
5104
5105                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
5106                     &zl_ints) == 0);
5107
5108                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5109                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
5110
5111                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
5112                     zl_ints, value) == 0);
5113
5114                 for (i = 0; i < ints; i++) {
5115                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
5116                 }
5117         } else {
5118                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5119         }
5120
5121         /*
5122          * Atomically update two entries in our zap object.
5123          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
5124          * in which the property was last updated.  The second
5125          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
5126          * should be txg + object + n.
5127          */
5128         tx = dmu_tx_create(os);
5129         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5130         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5131         if (txg == 0)
5132                 goto out;
5133
5134         if (last_txg > txg)
5135                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
5136
5137         for (i = 0; i < ints; i++)
5138                 value[i] = txg + object + i;
5139
5140         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
5141             1, &txg, tx));
5142         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
5143             ints, value, tx));
5144
5145         dmu_tx_commit(tx);
5146
5147         /*
5148          * Remove a random pair of entries.
5149          */
5150         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5151         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
5152         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
5153
5154         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5155
5156         if (error == ENOENT)
5157                 goto out;
5158
5159         ASSERT0(error);
5160
5161         tx = dmu_tx_create(os);
5162         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5163         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5164         if (txg == 0)
5165                 goto out;
5166         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
5167         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
5168         dmu_tx_commit(tx);
5169 out:
5170         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5171 }
5172
5173 /*
5174  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
5175  */
5176 void
5177 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5178 {
5179         objset_t *os = zd->zd_os;
5180         ztest_od_t *od;
5181         uint64_t object, txg;
5182         int i;
5183
5184         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5185         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5186
5187         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5188             !ztest_random(2)) != 0)
5189                 goto out;
5190         object = od->od_object;
5191
5192         /*
5193          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
5194          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
5195          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
5196          */
5197         for (i = 0; i < 2050; i++) {
5198                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5199                 uint64_t value = i;
5200                 dmu_tx_t *tx;
5201                 int error;
5202
5203                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
5204                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
5205
5206                 tx = dmu_tx_create(os);
5207                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
5208                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5209                 if (txg == 0)
5210                         goto out;
5211                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
5212                     &value, tx);
5213                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5214                 dmu_tx_commit(tx);
5215         }
5216 out:
5217         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5218 }
5219
5220 /* ARGSUSED */
5221 void
5222 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5223 {
5224         objset_t *os = zd->zd_os;
5225         ztest_od_t *od;
5226         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
5227         dmu_tx_t *tx;
5228         int i, namelen, error;
5229         int micro = ztest_random(2);
5230         char name[20], string_value[20];
5231         void *data;
5232
5233         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5234         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5235
5236         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5237                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5238                 return;
5239         }
5240
5241         object = od->od_object;
5242
5243         /*
5244          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
5245          * x is a random printable character and the dots are dots.
5246          * There are 94 such characters, and the name length goes from
5247          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
5248          */
5249         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
5250
5251         for (i = 0; i < 3; i++)
5252                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
5253         for (; i < namelen - 1; i++)
5254                 name[i] = '.';
5255         name[i] = '\0';
5256
5257         if ((namelen & 1) || micro) {
5258                 wsize = sizeof (txg);
5259                 wc = 1;
5260                 data = &txg;
5261         } else {
5262                 wsize = 1;
5263                 wc = namelen;
5264                 data = string_value;
5265         }
5266
5267         count = -1ULL;
5268         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
5269         ASSERT(count != -1ULL);
5270
5271         /*
5272          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
5273          */
5274         i = ztest_random(5);
5275
5276         if (i >= 2) {
5277                 tx = dmu_tx_create(os);
5278                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5279                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5280                 if (txg == 0) {
5281                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5282                         return;
5283                 }
5284                 bcopy(name, string_value, namelen);
5285         } else {
5286                 tx = NULL;
5287                 txg = 0;
5288                 bzero(string_value, namelen);
5289         }
5290
5291         switch (i) {
5292
5293         case 0:
5294                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
5295                 if (error == 0) {
5296                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
5297                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
5298                 } else {
5299                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5300                 }
5301                 break;
5302
5303         case 1:
5304                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
5305                 if (error == 0) {
5306                         if (data == string_value &&
5307                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
5308                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
5309                                     name, data, namelen);
5310                 } else {
5311                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5312                 }
5313                 break;
5314
5315         case 2:
5316                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
5317                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5318                 break;
5319
5320         case 3:
5321                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
5322                 break;
5323
5324         case 4:
5325                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
5326                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
5327                 break;
5328         }
5329
5330         if (tx != NULL)
5331                 dmu_tx_commit(tx);
5332
5333         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5334 }
5335
5336 /*
5337  * Commit callback data.
5338  */
5339 typedef struct ztest_cb_data {
5340         list_node_t             zcd_node;
5341         uint64_t                zcd_txg;
5342         int                     zcd_expected_err;
5343         boolean_t               zcd_added;
5344         boolean_t               zcd_called;
5345         spa_t                   *zcd_spa;
5346 } ztest_cb_data_t;
5347
5348 /* This is the actual commit callback function */
5349 static void
5350 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
5351 {
5352         ztest_cb_data_t *data = arg;
5353         uint64_t synced_txg;
5354
5355         VERIFY(data != NULL);
5356         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
5357         VERIFY(!data->zcd_called);
5358
5359         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
5360         if (data->zcd_txg > synced_txg)
5361                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
5362                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
5363                     synced_txg);
5364
5365         data->zcd_called = B_TRUE;
5366
5367         if (error == ECANCELED) {
5368                 ASSERT0(data->zcd_txg);
5369                 ASSERT(!data->zcd_added);
5370
5371                 /*
5372                  * The private callback data should be destroyed here, but
5373                  * since we are going to check the zcd_called field after
5374                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
5375                  */
5376                 return;
5377         }
5378
5379         ASSERT(data->zcd_added);
5380         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
5381
5382         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5383
5384         /* See if this cb was called more quickly */
5385         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
5386                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
5387
5388         /* Remove our callback from the list */
5389         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5390
5391         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5392
5393         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5394 }
5395
5396 /* Allocate and initialize callback data structure */
5397 static ztest_cb_data_t *
5398 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5399 {
5400         ztest_cb_data_t *cb_data;
5401
5402         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5403
5404         cb_data->zcd_txg = txg;
5405         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5406         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
5407
5408         return (cb_data);
5409 }
5410
5411 /*
5412  * Commit callback test.
5413  */
5414 void
5415 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5416 {
5417         objset_t *os = zd->zd_os;
5418         ztest_od_t *od;
5419         dmu_tx_t *tx;
5420         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5421         uint64_t old_txg, txg;
5422         int i, error = 0;
5423
5424         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5425         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5426
5427         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5428                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5429                 return;
5430         }
5431
5432         tx = dmu_tx_create(os);
5433
5434         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5435         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5436
5437         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5438
5439         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5440         if (ztest_random(100) == 0)
5441                 error = -1;
5442
5443         if (!error)
5444                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5445
5446         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5447
5448         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5449         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5450         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5451
5452         if (error) {
5453                 /*
5454                  * It's not a strict requirement to call the registered
5455                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5456                  * it's supposed to happen in the current implementation
5457                  * so we will check for that.
5458                  */
5459                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5460                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5461                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5462                 }
5463
5464                 dmu_tx_abort(tx);
5465
5466                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5467                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5468                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5469                 }
5470
5471                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5472                 return;
5473         }
5474
5475         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5476         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5477
5478         /*
5479          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5480          */
5481         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5482             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5483
5484         if (old_txg > txg)
5485                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
5486                     old_txg, txg);
5487
5488         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5489
5490         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5491
5492         /*
5493          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5494          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5495          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5496          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5497          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5498          * implementation.
5499          *
5500          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5501          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5502          * implementation bug..
5503          */
5504         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5505         if (tmp_cb != NULL &&
5506             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5507                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
5508                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
5509         }
5510
5511         /*
5512          * Let's find the place to insert our callbacks.
5513          *
5514          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5515          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5516          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5517          * (from other objsets) may have sneaked in.
5518          */
5519         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5520         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5521                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5522
5523         /* Add the 3 callbacks to the list */
5524         for (i = 0; i < 3; i++) {
5525                 if (tmp_cb == NULL)
5526                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5527                 else
5528                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5529                             cb_data[i]);
5530
5531                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5532                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5533
5534                 tmp_cb = cb_data[i];
5535         }
5536
5537         zc_cb_counter += 3;
5538
5539         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5540
5541         dmu_tx_commit(tx);
5542
5543         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5544 }
5545
5546 /*
5547  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5548  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5549  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5550  */
5551 /* ARGSUSED */
5552 void
5553 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5554 {
5555         objset_t *os = zd->zd_os;
5556         uint64_t obj;
5557         int err = 0;
5558
5559         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5560                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5561                 dmu_object_info_t doi;
5562                 dmu_buf_t *db;
5563
5564                 ztest_object_lock(zd, obj, RL_READER);
5565                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0) {
5566                         ztest_object_unlock(zd, obj);
5567                         continue;
5568                 }
5569
5570                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5571                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5572                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5573
5574                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5575                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5576                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5577                             bt->bt_crtxg);
5578                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5579                 }
5580
5581                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5582                 ztest_object_unlock(zd, obj);
5583         }
5584 }
5585
5586 /* ARGSUSED */
5587 void
5588 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5589 {
5590         zfs_prop_t proplist[] = {
5591                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5592                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5593                 ZFS_PROP_COPIES,
5594                 ZFS_PROP_DEDUP
5595         };
5596         int p;
5597
5598         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5599
5600         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5601                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5602                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5603
5604         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5605             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5606
5607         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5608 }
5609
5610 /* ARGSUSED */
5611 void
5612 ztest_remap_blocks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5613 {
5614         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5615
5616         int error = dmu_objset_remap_indirects(zd->zd_name);
5617         if (error == ENOSPC)
5618                 error = 0;
5619         ASSERT0(error);
5620
5621         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5622 }
5623
5624 /* ARGSUSED */
5625 void
5626 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5627 {
5628         nvlist_t *props = NULL;
5629
5630         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5631
5632         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5633             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5634
5635         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5636
5637         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5638                 dump_nvlist(props, 4);
5639
5640         nvlist_free(props);
5641
5642         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5643 }
5644
5645 static int
5646 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5647 {
5648         nvlist_t *snaps, *holds;
5649         int error;
5650
5651         snaps = fnvlist_alloc();
5652         holds = fnvlist_alloc();
5653         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5654         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5655         fnvlist_free(holds);
5656         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5657         fnvlist_free(snaps);
5658         return (error);
5659 }
5660
5661 /*
5662  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5663  */
5664 void
5665 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5666 {
5667         int error;
5668         objset_t *os = zd->zd_os;
5669         objset_t *origin;
5670         char snapname[100];
5671         char fullname[100];
5672         char clonename[100];
5673         char tag[100];
5674         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5675         nvlist_t *holds;
5676
5677         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5678
5679         dmu_objset_name(os, osname);
5680
5681         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5682             (u_longlong_t)id);
5683         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5684         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5685             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5686         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5687
5688         /*
5689          * Clean up from any previous run.
5690          */
5691         error = dsl_destroy_head(clonename);
5692         if (error != ENOENT)
5693                 ASSERT0(error);
5694         error = user_release_one(fullname, tag);
5695         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5696                 ASSERT0(error);
5697         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5698         if (error != ENOENT)
5699                 ASSERT0(error);
5700
5701         /*
5702          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5703          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5704          */
5705         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5706         if (error) {
5707                 if (error == ENOSPC) {
5708                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5709                         goto out;
5710                 }
5711                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5712         }
5713
5714         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5715         if (error) {
5716                 if (error == ENOSPC) {
5717                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5718                         goto out;
5719                 }
5720                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5721         }
5722
5723         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5724         if (error) {
5725                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5726                     fullname, error);
5727         }
5728
5729         error = dsl_destroy_head(clonename);
5730         if (error)
5731                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5732
5733         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5734         if (error != ENOENT)
5735                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5736
5737         /*
5738          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5739          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5740          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5741          */
5742         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5743         if (error) {
5744                 if (error == ENOSPC) {
5745                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5746                         goto out;
5747                 }
5748                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5749         }
5750
5751         holds = fnvlist_alloc();
5752         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5753         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5754         fnvlist_free(holds);
5755
5756         if (error == ENOSPC) {
5757                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5758                 goto out;
5759         } else if (error) {
5760                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5761                     fullname, tag, error);
5762         }
5763
5764         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5765         if (error != EBUSY) {
5766                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5767                     fullname, error);
5768         }
5769
5770         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5771         if (error) {
5772                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5773                     fullname, error);
5774         }
5775
5776         error = user_release_one(fullname, tag);
5777         if (error)
5778                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5779
5780         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5781
5782 out:
5783         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5784 }
5785
5786 /*
5787  * Inject random faults into the on-disk data.
5788  */
5789 /* ARGSUSED */
5790 void
5791 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5792 {
5793         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5794         spa_t *spa = ztest_spa;
5795         int fd;
5796         uint64_t offset;
5797         uint64_t leaves;
5798         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5799         uint64_t top, leaf;
5800         char *path0;
5801         char *pathrand;
5802         size_t fsize;
5803         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5804         int iters = 1000;
5805         int maxfaults;
5806         int mirror_save;
5807         vdev_t *vd0 = NULL;
5808         uint64_t guid0 = 0;
5809         boolean_t islog = B_FALSE;
5810
5811         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5812         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5813
5814         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5815
5816         /*
5817          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
5818          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
5819          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
5820          * blocks which may have already been damaged.
5821          */
5822         if (ztest_device_removal_active) {
5823                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5824                 goto out;
5825         }
5826
5827         maxfaults = MAXFAULTS(zs);
5828         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5829         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5830         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5831
5832         ASSERT(leaves >= 1);
5833
5834         /*
5835          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5836          * which don't like to have their vdevs changed while
5837          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5838          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5839          */
5840         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5841
5842         /*
5843          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5844          */
5845         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5846
5847         if (ztest_random(2) == 0) {
5848                 /*
5849                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5850                  */
5851                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5852                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5853
5854                 /*
5855                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5856                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5857                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5858                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5859                  */
5860                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5861                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5862                     top * leaves + zs->zs_splits);
5863                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5864                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5865                     top * leaves + leaf);
5866
5867                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5868                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5869                         islog = B_TRUE;
5870
5871                 /*
5872                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5873                  * then we only allow faults on the device that is
5874                  * resilvering.
5875                  */
5876                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5877                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5878                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5879                         /*
5880                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5881                          * or unwriteable, or reach behind its back
5882                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5883                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5884                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5885                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5886                          * combination of this with injection of random data
5887                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5888                          */
5889                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5890
5891                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
5892                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
5893
5894                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5895                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5896                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5897                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5898                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5899                         } else {
5900                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5901                         }
5902                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5903                 }
5904         } else {
5905                 /*
5906                  * Inject errors on an l2cache device.
5907                  */
5908                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5909
5910                 if (sav->sav_count == 0) {
5911                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5912                         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5913                         goto out;
5914                 }
5915                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5916                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5917                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5918                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5919
5920                 leaf = 0;
5921                 leaves = 1;
5922                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5923         }
5924
5925         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5926         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5927
5928         /*
5929          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5930          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5931          */
5932         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5933                 if (ztest_random(10) < 6) {
5934                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5935                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5936
5937                         /*
5938                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5939                          * prevent a race between offlining a slog and
5940                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5941                          * grab a reference on the dataset which may cause
5942                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5943                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5944                          */
5945                         if (islog)
5946                                 (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
5947
5948                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5949
5950                         if (islog)
5951                                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5952                 } else {
5953                         /*
5954                          * Ideally we would like to be able to randomly
5955                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5956                          * to force unpredictable failures but the side
5957                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5958                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5959                          * prevent a race between injection testing and
5960                          * aux_vdev removal.
5961                          */
5962                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5963                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5964                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5965                 }
5966         }
5967
5968         if (maxfaults == 0)
5969                 goto out;
5970
5971         /*
5972          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5973          */
5974         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5975
5976         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
5977                 goto out;
5978
5979         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5980
5981         while (--iters != 0) {
5982                 /*
5983                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5984                  * we do not inject a given logical block with errors
5985                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5986                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5987                  *
5988                  * We divide each leaf into chunks of size
5989                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5990                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5991                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5992                  * The error injection ranges are separated by ranges
5993                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5994                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5995                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5996                  * a target in two different injection ranges (on different
5997                  * leaf vdevs).
5998                  *
5999                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
6000                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
6001                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
6002                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
6003                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
6004                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
6005                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
6006                  */
6007                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
6008                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
6009                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
6010
6011                 /*
6012                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
6013                  *
6014                  * If all labels are damaged, the device will be totally
6015                  * inaccessible, which will result in loss of data,
6016                  * because we also damage (parts of) the other side of
6017                  * the mirror/raidz.
6018                  *
6019                  * Additionally, we will always have both an even and an
6020                  * odd label, so that we can handle crashes in the
6021                  * middle of vdev_config_sync().
6022                  */
6023                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
6024                         continue;
6025
6026                 /*
6027                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
6028                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
6029                  * sizeof (vdev_label_t).
6030                  */
6031                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
6032                 if ((leaf & 1) == 1 &&
6033                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
6034                         continue;
6035
6036                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6037                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
6038                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6039                         (void) close(fd);
6040                         goto out;
6041                 }
6042
6043                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
6044                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
6045                             offset, pathrand);
6046
6047                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6048
6049                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
6050                         (void) printf("injected bad word into %s,"
6051                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
6052         }
6053
6054         (void) close(fd);
6055 out:
6056         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
6057         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
6058 }
6059
6060 /*
6061  * Verify that DDT repair works as expected.
6062  */
6063 void
6064 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6065 {
6066         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6067         spa_t *spa = ztest_spa;
6068         objset_t *os = zd->zd_os;
6069         ztest_od_t *od;
6070         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
6071         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
6072         dmu_buf_t *db;
6073         dmu_tx_t *tx;
6074         abd_t *abd;
6075         blkptr_t blk;
6076         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6077         int i;
6078
6079         blocksize = ztest_random_blocksize();
6080         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
6081
6082         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
6083         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
6084
6085         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
6086                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6087                 return;
6088         }
6089
6090         /*
6091          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
6092          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
6093          */
6094         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6095
6096         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
6097             B_FALSE) != 0 ||
6098             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
6099             B_FALSE) != 0) {
6100                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6101                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6102                 return;
6103         }
6104
6105         dmu_objset_stats_t dds;
6106         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6107         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6108         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6109
6110         object = od[0].od_object;
6111         blocksize = od[0].od_blocksize;
6112         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
6113
6114         ASSERT(object != 0);
6115
6116         tx = dmu_tx_create(os);
6117         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
6118         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
6119         if (txg == 0) {
6120                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6121                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6122                 return;
6123         }
6124
6125         /*
6126          * Write all the copies of our block.
6127          */
6128         for (i = 0; i < copies; i++) {
6129                 uint64_t offset = i * blocksize;
6130                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
6131                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
6132                 if (error != 0) {
6133                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
6134                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
6135                 }
6136                 ASSERT(db->db_offset == offset);
6137                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
6138                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
6139                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
6140                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
6141                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
6142                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
6143         }
6144
6145         dmu_tx_commit(tx);
6146         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
6147
6148         /*
6149          * Find out what block we got.
6150          */
6151         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
6152             DMU_READ_NO_PREFETCH));
6153         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
6154         dmu_buf_rele(db, FTAG);
6155
6156         /*
6157          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
6158          */
6159         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
6160         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
6161         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
6162
6163         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
6164             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
6165             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
6166
6167         abd_free(abd);
6168
6169         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6170         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6171 }
6172
6173 /*
6174  * Scrub the pool.
6175  */
6176 /* ARGSUSED */
6177 void
6178 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6179 {
6180         spa_t *spa = ztest_spa;
6181
6182         /*
6183          * Scrub in progress by device removal.
6184          */
6185         if (ztest_device_removal_active)
6186                 return;
6187
6188         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6189         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
6190         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6191 }
6192
6193 /*
6194  * Change the guid for the pool.
6195  */
6196 /* ARGSUSED */
6197 void
6198 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6199 {
6200         spa_t *spa = ztest_spa;
6201         uint64_t orig, load;
6202         int error;
6203
6204         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6205                 return;
6206
6207         orig = spa_guid(spa);
6208         load = spa_load_guid(spa);
6209
6210         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6211         error = spa_change_guid(spa);
6212         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6213
6214         if (error != 0)
6215                 return;
6216
6217         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6218                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
6219                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
6220         }
6221
6222         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
6223         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
6224 }
6225
6226 /*
6227  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
6228  */
6229 /* ARGSUSED */
6230 void
6231 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6232 {
6233         char *oldname, *newname;
6234         spa_t *spa;
6235
6236         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6237                 return;
6238
6239         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6240
6241         oldname = ztest_opts.zo_pool;
6242         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
6243         (void) strcpy(newname, oldname);
6244         (void) strcat(newname, "_tmp");
6245
6246         /*
6247          * Do the rename
6248          */
6249         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
6250
6251         /*
6252          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
6253          */
6254         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6255
6256         /*
6257          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
6258          */
6259         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6260
6261         ASSERT(spa == ztest_spa);
6262         spa_close(spa, FTAG);
6263
6264         /*
6265          * Rename it back to the original
6266          */
6267         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
6268
6269         /*
6270          * Make sure it can still be opened
6271          */
6272         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6273
6274         ASSERT(spa == ztest_spa);
6275         spa_close(spa, FTAG);
6276
6277         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
6278
6279         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6280 }
6281
6282 void
6283 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6284 {
6285         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6286
6287         while (gethrtime() <= end) {
6288                 int run_count = 100;
6289                 void *buf;
6290                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
6291                 uint32_t size;
6292                 int *ptr;
6293                 int i;
6294                 zio_cksum_t zc_ref;
6295                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
6296
6297                 size = ztest_random_blocksize();
6298
6299                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6300                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6301                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6302
6303                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6304                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6305
6306                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6307                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6308
6309                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6310                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6311                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
6312
6313                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6314                 while (run_count-- > 0) {
6315                         zio_cksum_t zc;
6316                         zio_cksum_t zc_byteswap;
6317
6318                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
6319                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
6320
6321                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6322                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6323                             sizeof (zc_byteswap)));
6324
6325                         /* Test ABD - data */
6326                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
6327                             &zc_byteswap);
6328                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
6329
6330                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6331                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6332                             sizeof (zc_byteswap)));
6333
6334                         /* Test ABD - metadata */
6335                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
6336                             &zc_byteswap);
6337                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
6338
6339                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6340                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6341                             sizeof (zc_byteswap)));
6342
6343                 }
6344
6345                 umem_free(buf, size);
6346                 abd_free(abd_data);
6347                 abd_free(abd_meta);
6348         }
6349 }
6350
6351 void
6352 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6353 {
6354         void *buf;
6355         size_t size;
6356         int *ptr;
6357         int i;
6358         zio_cksum_t zc_ref;
6359         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
6360
6361         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6362
6363         while (gethrtime() <= end) {
6364                 int run_count = 100;
6365
6366                 size = ztest_random_blocksize();
6367                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6368
6369                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6370                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6371
6372                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6373                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6374                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
6375
6376                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6377
6378                 while (run_count-- > 0) {
6379                         zio_cksum_t zc;
6380                         zio_cksum_t zc_bswap;
6381                         size_t pos = 0;
6382
6383                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6384                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6385
6386                         while (pos < size) {
6387                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
6388                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
6389                                 if (ztest_random(100) < 10)
6390                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
6391                                             sizeof (uint32_t));
6392
6393                                 if (inc > (size - pos))
6394                                         inc = size - pos;
6395
6396                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
6397                                     &zc);
6398                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
6399                                     &zc_bswap);
6400
6401                                 pos += inc;
6402                         }
6403
6404                         VERIFY3U(pos, ==, size);
6405
6406                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6407                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6408
6409                         /*
6410                          * verify if incremental on the whole buffer is
6411                          * equivalent to non-incremental version
6412                          */
6413                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6414                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6415
6416                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
6417                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
6418
6419                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6420                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6421                 }
6422
6423                 umem_free(buf, size);
6424         }
6425 }
6426
6427 static int
6428 ztest_check_path(char *path)
6429 {
6430         struct stat s;
6431         /* return true on success */
6432         return (!stat(path, &s));
6433 }
6434
6435 static void
6436 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
6437 {
6438         char *zdb_path;
6439         /*
6440          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
6441          * let popen to search through PATH.
6442          */
6443         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
6444                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
6445                 if (!ztest_check_path(bin)) {
6446                         ztest_dump_core = 0;
6447                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
6448                 }
6449                 return;
6450         }
6451
6452         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
6453         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
6454                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
6455                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
6456                 if (ztest_check_path(bin))
6457                         return;
6458         }
6459         strcpy(bin, "zdb");
6460 }
6461
6462 /*
6463  * Verify pool integrity by running zdb.
6464  */
6465 static void
6466 ztest_run_zdb(char *pool)
6467 {
6468         int status;
6469         char *bin;
6470         char *zdb;
6471         char *zbuf;
6472         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
6473         FILE *fp;
6474
6475         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6476         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6477         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
6478
6479         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
6480
6481         (void) sprintf(zdb,
6482             "%s -bcc%s%s -G -d -U %s "
6483             "-o zfs_reconstruct_indirect_combinations_max=65536 %s",
6484             bin,
6485             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
6486             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
6487             spa_config_path,
6488             pool);
6489
6490         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
6491                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
6492
6493         fp = popen(zdb, "r");
6494
6495         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
6496                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6497                         (void) printf("%s", zbuf);
6498
6499         status = pclose(fp);
6500
6501         if (status == 0)
6502                 goto out;
6503
6504         ztest_dump_core = 0;
6505         if (WIFEXITED(status))
6506                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
6507         else
6508                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
6509 out:
6510         umem_free(bin, len);
6511         umem_free(zdb, len);
6512         umem_free(zbuf, 1024);
6513 }
6514
6515 static void
6516 ztest_walk_pool_directory(char *header)
6517 {
6518         spa_t *spa = NULL;
6519
6520         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6521                 (void) printf("%s\n", header);
6522
6523         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6524         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
6525                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6526                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
6527         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6528 }
6529
6530 static void
6531 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
6532 {
6533         nvlist_t *config, *newconfig;
6534         uint64_t pool_guid;
6535         spa_t *spa;
6536         int error;
6537
6538         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6539                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
6540                     oldname, newname);
6541         }
6542
6543         /*
6544          * Clean up from previous runs.
6545          */
6546         (void) spa_destroy(newname);
6547
6548         /*
6549          * Get the pool's configuration and guid.
6550          */
6551         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6552
6553         /*
6554          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
6555          */
6556         if (ztest_random(2) == 0)
6557                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6558
6559         pool_guid = spa_guid(spa);
6560         spa_close(spa, FTAG);
6561
6562         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
6563
6564         /*
6565          * Export it.
6566          */
6567         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
6568
6569         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
6570
6571         /*
6572          * Try to import it.
6573          */
6574         newconfig = spa_tryimport(config);
6575         ASSERT(newconfig != NULL);
6576         nvlist_free(newconfig);
6577
6578         /*
6579          * Import it under the new name.
6580          */
6581         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
6582         if (error != 0) {
6583                 dump_nvlist(config, 0);
6584                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
6585                     oldname, newname, error);
6586         }
6587
6588         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
6589
6590         /*
6591          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
6592          */
6593         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
6594
6595         /*
6596          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
6597          */
6598         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
6599
6600         /*
6601          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
6602          */
6603         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6604
6605         /*
6606          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
6607          */
6608         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6609         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6610         spa_close(spa, FTAG);
6611
6612         nvlist_free(config);
6613 }
6614
6615 static void
6616 ztest_resume(spa_t *spa)
6617 {
6618         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6619                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6620         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6621         vdev_clear(spa, NULL);
6622         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6623         (void) zio_resume(spa);
6624 }
6625
6626 static void
6627 ztest_resume_thread(void *arg)
6628 {
6629         spa_t *spa = arg;
6630
6631         while (!ztest_exiting) {
6632                 if (spa_suspended(spa))
6633                         ztest_resume(spa);
6634                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6635
6636                 /*
6637                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6638                  */
6639                 if (ztest_random(10) == 0)
6640                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6641
6642                 /*
6643                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6644                  */
6645                 if (ztest_random(10) == 0)
6646                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6647         }
6648
6649         thread_exit();
6650 }
6651
6652 static void
6653 ztest_deadman_thread(void *arg)
6654 {
6655         ztest_shared_t *zs = arg;
6656         spa_t *spa = ztest_spa;
6657         hrtime_t delta, overdue, total = 0;
6658
6659         for (;;) {
6660                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
6661                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
6662
6663                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
6664
6665                 /*
6666                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
6667                  * check to see if the pool is making any progress. If
6668                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
6669                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
6670                  */
6671                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
6672                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
6673                             "pool has transitioned to a suspended state.",
6674                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
6675                 }
6676                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev, FTAG);
6677
6678                 /*
6679                  * If the process doesn't complete within a grace period of
6680                  * zfs_deadman_synctime_ms over the expected finish time,
6681                  * then it may be hung and is terminated.
6682                  */
6683                 overdue = zs->zs_proc_stop + MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
6684                 total += zfs_deadman_synctime_ms / 1000;
6685                 if (gethrtime() > overdue) {
6686                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
6687                             "the process is overdue for termination.", total);
6688                 }
6689
6690                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
6691                     total);
6692         }
6693 }
6694
6695 static void
6696 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6697 {
6698         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6699         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6700         hrtime_t functime = gethrtime();
6701         int i;
6702
6703         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6704                 zi->zi_func(zd, id);
6705
6706         functime = gethrtime() - functime;
6707
6708         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6709         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6710
6711         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6712                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6713                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6714 }
6715
6716 static void
6717 ztest_thread(void *arg)
6718 {
6719         int rand;
6720         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6721         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6722         uint64_t call_next;
6723         hrtime_t now;
6724         ztest_info_t *zi;
6725         ztest_shared_callstate_t *zc;
6726
6727         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6728                 /*
6729                  * See if it's time to force a crash.
6730                  */
6731                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6732                         ztest_kill(zs);
6733
6734                 /*
6735                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6736                  */
6737                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6738                         break;
6739
6740                 /*
6741                  * Pick a random function to execute.
6742                  */
6743                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6744                 zi = &ztest_info[rand];
6745                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6746                 call_next = zc->zc_next;
6747
6748                 if (now >= call_next &&
6749                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6750                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6751                         ztest_execute(rand, zi, id);
6752                 }
6753         }
6754
6755         thread_exit();
6756 }
6757
6758 static void
6759 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6760 {
6761         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6762 }
6763
6764 static void
6765 ztest_dataset_destroy(int d)
6766 {
6767         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6768         int t;
6769
6770         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6771
6772         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6773                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6774
6775         /*
6776          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6777          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6778          * so there may be more than one thing to clean up.
6779          */
6780         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6781             t += ztest_opts.zo_datasets)
6782                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6783
6784         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6785             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6786 }
6787
6788 static void
6789 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6790 {
6791         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6792
6793         /*
6794          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6795          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6796          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6797          * If not, we have an object leak.
6798          *
6799          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6800          * when the open-context and syncing-context values agree.
6801          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6802          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6803          */
6804         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6805         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6806         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6807 }
6808
6809 static int
6810 ztest_dataset_open(int d)
6811 {
6812         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6813         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6814         objset_t *os;
6815         zilog_t *zilog;
6816         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6817         int error;
6818
6819         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6820
6821         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
6822
6823         error = ztest_dataset_create(name);
6824         if (error == ENOSPC) {
6825                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6826                 ztest_record_enospc(FTAG);
6827                 return (error);
6828         }
6829         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6830
6831         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
6832             B_TRUE, zd, &os));
6833         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6834
6835         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6836
6837         zilog = zd->zd_zilog;
6838
6839         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6840             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6841                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6842                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6843
6844         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6845
6846         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6847
6848         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6849
6850         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6851                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6852                     zd->zd_name,
6853                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6854                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6855                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6856
6857         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6858
6859         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6860             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6861                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6862                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6863
6864         return (0);
6865 }
6866
6867 static void
6868 ztest_dataset_close(int d)
6869 {
6870         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6871
6872         zil_close(zd->zd_zilog);
6873         txg_wait_synced(spa_get_dsl(zd->zd_os->os_spa), 0);
6874         dmu_objset_disown(zd->zd_os, B_TRUE, zd);
6875
6876         ztest_zd_fini(zd);
6877 }
6878
6879 /*
6880  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6881  */
6882 static void
6883 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6884 {
6885         spa_t *spa;
6886         objset_t *os;
6887         kthread_t *resume_thread;
6888         kthread_t **run_threads;
6889         uint64_t object;
6890         int error;
6891         int t, d;
6892
6893         ztest_exiting = B_FALSE;
6894
6895         /*
6896          * Initialize parent/child shared state.
6897          */
6898         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6899         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6900         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
6901
6902         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6903         zs->zs_thread_stop =
6904             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6905         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6906         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6907         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6908                 zs->zs_thread_kill -=
6909                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6910         }
6911
6912         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6913
6914         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6915             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6916
6917         /*
6918          * Open our pool.
6919          */
6920         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6921         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6922         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6923         ztest_spa = spa;
6924
6925         dmu_objset_stats_t dds;
6926         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6927             DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE, FTAG, &os));
6928         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6929         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6930         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6931         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6932         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
6933
6934         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6935
6936         /*
6937          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6938          */
6939         resume_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_resume_thread,
6940             spa, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
6941
6942         /*
6943          * Create a deadman thread and set to panic if we hang.
6944          */
6945         (void) thread_create(NULL, 0, ztest_deadman_thread,
6946             zs, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
6947
6948         spa->spa_deadman_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6949
6950         /*
6951          * Verify that we can safely inquire about any object,
6952          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6953          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6954          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6955          */
6956         for (t = 0; t < 64; t++) {
6957                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6958                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6959                             (1ULL << t) + d, NULL);
6960                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6961                             error == EINVAL);
6962                 }
6963         }
6964
6965         /*
6966          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6967          */
6968         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6969                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6970                 ztest_dataset_destroy(d);
6971         }
6972         zs->zs_enospc_count = 0;
6973
6974         run_threads = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *),
6975             UMEM_NOFAIL);
6976
6977         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6978                 (void) printf("starting main threads...\n");
6979
6980         /*
6981          * Kick off all the tests that run in parallel.
6982          */
6983         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6984                 if (t < ztest_opts.zo_datasets && ztest_dataset_open(t) != 0) {
6985                         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads *
6986                             sizeof (kthread_t *));
6987                         return;
6988                 }
6989
6990                 run_threads[t] = thread_create(NULL, 0, ztest_thread,
6991                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE,
6992                     defclsyspri);
6993         }
6994
6995         /*
6996          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6997          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6998          */
6999         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
7000                 VERIFY0(thread_join(run_threads[t]));
7001                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
7002                         ztest_dataset_close(t);
7003         }
7004
7005         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7006
7007         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
7008         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
7009
7010         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *));
7011
7012         /* Kill the resume thread */
7013         ztest_exiting = B_TRUE;
7014         VERIFY0(thread_join(resume_thread));
7015         ztest_resume(spa);
7016
7017         /*
7018          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
7019          * spa_close() should wait for it to complete.
7020          */
7021         for (object = 1; object < 50; object++) {
7022                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
7023                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
7024         }
7025
7026         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
7027         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
7028                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
7029
7030         spa_close(spa, FTAG);
7031
7032         /*
7033          * Verify that we can loop over all pools.
7034          */
7035         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
7036         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
7037                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
7038                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
7039         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
7040
7041         /*
7042          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
7043          * different name.
7044          */
7045         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
7046                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7047                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
7048                     ztest_opts.zo_pool);
7049                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
7050                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
7051         }
7052
7053         kernel_fini();
7054
7055         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
7056         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
7057         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7058         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7059         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7060 }
7061
7062 static void
7063 ztest_freeze(void)
7064 {
7065         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
7066         spa_t *spa;
7067         int numloops = 0;
7068
7069         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7070                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
7071
7072         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7073         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7074         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
7075         ztest_spa = spa;
7076
7077         /*
7078          * Force the first log block to be transactionally allocated.
7079          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
7080          * the log chain won't be anchored.
7081          */
7082         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
7083                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
7084                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7085         }
7086
7087         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7088
7089         /*
7090          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
7091          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
7092          */
7093         spa_freeze(spa);
7094
7095         /*
7096          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
7097          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
7098          * capacity.
7099          */
7100         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
7101
7102         /*
7103          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
7104          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
7105          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
7106          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
7107          * The ZIL should be OK with that.
7108          *
7109          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
7110          * not run out of space on the pool.
7111          */
7112         while (ztest_random(10) != 0 &&
7113             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
7114             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
7115                 ztest_od_t od;
7116                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
7117                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
7118                 ztest_io(zd, od.od_object,
7119                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
7120                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7121         }
7122
7123         /*
7124          * Commit all of the changes we just generated.
7125          */
7126         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7127         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7128
7129         /*
7130          * Close our dataset and close the pool.
7131          */
7132         ztest_dataset_close(0);
7133         spa_close(spa, FTAG);
7134         kernel_fini();
7135
7136         /*
7137          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
7138          */
7139         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7140         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7141         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
7142         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
7143         ztest_spa = spa;
7144         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7145         ztest_dataset_close(0);
7146         ztest_reguid(NULL, 0);
7147
7148         spa_close(spa, FTAG);
7149         kernel_fini();
7150 }
7151
7152 void
7153 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
7154 {
7155         hrtime_t s = t / NANOSEC;
7156         hrtime_t m = s / 60;
7157         hrtime_t h = m / 60;
7158         hrtime_t d = h / 24;
7159
7160         s -= m * 60;
7161         m -= h * 60;
7162         h -= d * 24;
7163
7164         timebuf[0] = '\0';
7165
7166         if (d)
7167                 (void) sprintf(timebuf,
7168                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
7169         else if (h)
7170                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
7171         else if (m)
7172                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
7173         else
7174                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
7175 }
7176
7177 static nvlist_t *
7178 make_random_props(void)
7179 {
7180         nvlist_t *props;
7181
7182         VERIFY0(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0));
7183
7184         if (ztest_random(2) == 0)
7185                 return (props);
7186
7187         VERIFY0(nvlist_add_uint64(props,
7188             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_AUTOREPLACE), 1));
7189
7190         return (props);
7191 }
7192
7193 /*
7194  * Import a storage pool with the given name.
7195  */
7196 static void
7197 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
7198 {
7199         libzfs_handle_t *hdl;
7200         importargs_t args = { 0 };
7201         spa_t *spa;
7202         nvlist_t *cfg = NULL;
7203         int nsearch = 1;
7204         char *searchdirs[nsearch];
7205         char *name = ztest_opts.zo_pool;
7206         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
7207         int error;
7208
7209         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7210         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7211         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7212
7213         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7214         hdl = libzfs_init();
7215
7216         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
7217         args.paths = nsearch;
7218         args.path = searchdirs;
7219         args.can_be_active = B_FALSE;
7220
7221         error = zpool_tryimport(hdl, name, &cfg, &args);
7222         if (error)
7223                 (void) fatal(0, "No pools found\n");
7224
7225         VERIFY0(spa_import(name, cfg, NULL, flags));
7226         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
7227         zs->zs_metaslab_sz =
7228             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7229         spa_close(spa, FTAG);
7230
7231         libzfs_fini(hdl);
7232         kernel_fini();
7233
7234         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7235                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7236                 ztest_freeze();
7237                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7238         }
7239
7240         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7241         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7242         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7243 }
7244
7245 /*
7246  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
7247  * Then test spa_freeze() functionality.
7248  */
7249 static void
7250 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
7251 {
7252         spa_t *spa;
7253         nvlist_t *nvroot, *props;
7254         int i;
7255
7256         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7257         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7258         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7259
7260         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7261
7262         /*
7263          * Create the storage pool.
7264          */
7265         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
7266         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
7267         zs->zs_splits = 0;
7268         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
7269         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
7270             NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
7271         props = make_random_props();
7272
7273         /*
7274          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
7275          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
7276          * the only valid replica.
7277          */
7278         VERIFY0(nvlist_add_uint64(props,
7279             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_FAILUREMODE),
7280             MAXFAULTS(zs) ? ZIO_FAILURE_MODE_PANIC : ZIO_FAILURE_MODE_WAIT));
7281
7282         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
7283                 char *buf;
7284                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
7285                     spa_feature_table[i].fi_uname));
7286                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
7287                 free(buf);
7288         }
7289
7290         VERIFY0(spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL, NULL));
7291         nvlist_free(nvroot);
7292         nvlist_free(props);
7293
7294         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7295         zs->zs_metaslab_sz =
7296             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7297         spa_close(spa, FTAG);
7298
7299         kernel_fini();
7300
7301         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7302                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7303                 ztest_freeze();
7304                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7305         }
7306
7307         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7308         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7309         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7310 }
7311
7312 static void
7313 setup_data_fd(void)
7314 {
7315         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
7316
7317         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
7318         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
7319         (void) unlink(ztest_name_data);
7320 }
7321
7322 static int
7323 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
7324 {
7325         int size;
7326
7327         size = hdr->zh_hdr_size;
7328         size += hdr->zh_opts_size;
7329         size += hdr->zh_size;
7330         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7331         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
7332
7333         return (size);
7334 }
7335
7336 static void
7337 setup_hdr(void)
7338 {
7339         int size;
7340         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7341
7342         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7343             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7344         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7345
7346         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
7347
7348         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
7349         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
7350         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
7351         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
7352         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
7353         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
7354         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
7355
7356         size = shared_data_size(hdr);
7357         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
7358
7359         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7360 }
7361
7362 static void
7363 setup_data(void)
7364 {
7365         int size, offset;
7366         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7367         uint8_t *buf;
7368
7369         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7370             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7371         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7372
7373         size = shared_data_size(hdr);
7374
7375         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7376         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
7377             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7378         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7379         buf = (uint8_t *)hdr;
7380
7381         offset = hdr->zh_hdr_size;
7382         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
7383         offset += hdr->zh_opts_size;
7384         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
7385         offset += hdr->zh_size;
7386         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
7387         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7388         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
7389 }
7390
7391 static boolean_t
7392 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
7393 {
7394         pid_t pid;
7395         int status;
7396         char *cmdbuf = NULL;
7397
7398         pid = fork();
7399
7400         if (cmd == NULL) {
7401                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
7402                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
7403                 cmd = cmdbuf;
7404         }
7405
7406         if (pid == -1)
7407                 fatal(1, "fork failed");
7408
7409         if (pid == 0) { /* child */
7410                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
7411                 char fd_data_str[12];
7412
7413                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
7414                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
7415
7416                 (void) close(ztest_fd_rand);
7417                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
7418                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
7419
7420                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
7421                 if (libpath != NULL)
7422                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
7423                 (void) execv(cmd, emptyargv);
7424                 ztest_dump_core = B_FALSE;
7425                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
7426         }
7427
7428         if (cmdbuf != NULL) {
7429                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
7430                 cmd = NULL;
7431         }
7432
7433         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
7434                 continue;
7435         if (statusp != NULL)
7436                 *statusp = status;
7437
7438         if (WIFEXITED(status)) {
7439                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
7440                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
7441                             WEXITSTATUS(status));
7442                         exit(2);
7443                 }
7444                 return (B_FALSE);
7445         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
7446                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
7447                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
7448                             WTERMSIG(status));
7449                         exit(3);
7450                 }
7451                 return (B_TRUE);
7452         } else {
7453                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
7454                 exit(4);
7455                 /* NOTREACHED */
7456         }
7457 }
7458
7459 static void
7460 ztest_run_init(void)
7461 {
7462         int i;
7463
7464         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
7465
7466         /*
7467          * Blow away any existing copy of zpool.cache
7468          */
7469         (void) remove(spa_config_path);
7470
7471         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
7472                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
7473                         (void) printf("Importing pool %s\n",
7474                             ztest_opts.zo_pool);
7475                 ztest_import(zs);
7476                 return;
7477         }
7478
7479         /*
7480          * Create and initialize our storage pool.
7481          */
7482         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
7483                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
7484                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
7485                     ztest_opts.zo_init != 1) {
7486                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
7487                 }
7488                 ztest_init(zs);
7489         }
7490 }
7491
7492 int
7493 main(int argc, char **argv)
7494 {
7495         int kills = 0;
7496         int iters = 0;
7497         int older = 0;
7498         int newer = 0;
7499         ztest_shared_t *zs;
7500         ztest_info_t *zi;
7501         ztest_shared_callstate_t *zc;
7502         char timebuf[100];
7503         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
7504         spa_t *spa;
7505         char *cmd;
7506         boolean_t hasalt;
7507         int f;
7508         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
7509         struct sigaction action;
7510
7511         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
7512
7513         dprintf_setup(&argc, argv);
7514         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
7515         /*
7516          * As two-word space map entries may not come up often (especially
7517          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
7518          * of them so the feature get tested.
7519          */
7520         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
7521
7522         /*
7523          * Verify that even extensively damaged split blocks with many
7524          * segments can be reconstructed in a reasonable amount of time
7525          * when reconstruction is known to be possible.
7526          */
7527         zfs_reconstruct_indirect_damage_fraction = 4;
7528
7529         action.sa_handler = sig_handler;
7530         sigemptyset(&action.sa_mask);
7531         action.sa_flags = 0;
7532
7533         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
7534                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
7535                     strerror(errno));
7536                 exit(EXIT_FAILURE);
7537         }
7538
7539         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
7540                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
7541                     strerror(errno));
7542                 exit(EXIT_FAILURE);
7543         }
7544
7545         /*
7546          * Force random_get_bytes() to use /dev/urandom in order to prevent
7547          * ztest from needlessly depleting the system entropy pool.
7548          */
7549         random_path = "/dev/urandom";
7550         ztest_fd_rand = open(random_path, O_RDONLY);
7551         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
7552
7553         if (!fd_data_str) {
7554                 process_options(argc, argv);
7555
7556                 setup_data_fd();
7557                 setup_hdr();
7558                 setup_data();
7559                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
7560                     sizeof (*ztest_shared_opts));
7561         } else {
7562                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
7563                 setup_data();
7564                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
7565         }
7566         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
7567
7568         /* Override location of zpool.cache */
7569         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
7570             ztest_opts.zo_dir) != -1);
7571
7572         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
7573             UMEM_NOFAIL);
7574         zs = ztest_shared;
7575
7576         if (fd_data_str) {
7577                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
7578                 metaslab_df_alloc_threshold =
7579                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
7580
7581                 if (zs->zs_do_init)
7582                         ztest_run_init();
7583                 else
7584                         ztest_run(zs);
7585                 exit(0);
7586         }
7587
7588         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
7589
7590         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7591                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
7592                     " %llu seconds...\n",
7593                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
7594                     ztest_opts.zo_datasets,
7595                     ztest_opts.zo_threads,
7596                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
7597         }
7598
7599         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
7600         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
7601
7602         zs->zs_do_init = B_TRUE;
7603         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
7604                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7605                         (void) printf("Executing older ztest for "
7606                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
7607                 }
7608                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7609                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
7610         } else {
7611                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
7612         }
7613         zs->zs_do_init = B_FALSE;
7614
7615         zs->zs_proc_start = gethrtime();
7616         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
7617
7618         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7619                 zi = &ztest_info[f];
7620                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7621                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
7622                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
7623                 else
7624                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
7625                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
7626         }
7627
7628         /*
7629          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
7630          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
7631          * to verify that we never lose on-disk consistency.
7632          */
7633         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
7634                 int status;
7635                 boolean_t killed;
7636
7637                 /*
7638                  * Initialize the workload counters for each function.
7639                  */
7640                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7641                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7642                         zc->zc_count = 0;
7643                         zc->zc_time = 0;
7644                 }
7645
7646                 /* Set the allocation switch size */
7647                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
7648                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
7649
7650                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
7651                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7652                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
7653                                     cmd);
7654                         }
7655                         newer++;
7656                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
7657                 } else {
7658                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7659                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
7660                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
7661                         }
7662                         older++;
7663                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7664                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
7665                 }
7666
7667                 if (killed)
7668                         kills++;
7669                 iters++;
7670
7671                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7672                         hrtime_t now = gethrtime();
7673
7674                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
7675                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
7676                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
7677
7678                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
7679                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
7680                             iters,
7681                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
7682                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
7683                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
7684                             numbuf,
7685                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
7686                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
7687                 }
7688
7689                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
7690                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
7691                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7692                             "Calls", "Time", "Function");
7693                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7694                             "-----", "----", "--------");
7695                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7696                                 zi = &ztest_info[f];
7697                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7698                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
7699                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
7700                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
7701                                     zi->zi_funcname);
7702                         }
7703                         (void) printf("\n");
7704                 }
7705
7706                 /*
7707                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
7708                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
7709                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
7710                  */
7711                 kernel_init(FREAD);
7712                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
7713                         spa_close(spa, FTAG);
7714                 } else {
7715                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7716                         kernel_fini();
7717                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7718                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
7719                             ztest_opts.zo_pool);
7720                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
7721                 }
7722                 kernel_fini();
7723
7724                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
7725                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7726         }
7727
7728         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7729                 if (hasalt) {
7730                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7731                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7732                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7733                             cmd);
7734                 }
7735                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7736                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7737         }
7738
7739         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7740
7741         return (0);
7742 }