]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Illumos 5039 - ztest should default to larger device sizes
[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, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  */
27
28 /*
29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
31  *
32  * The overall design of the ztest program is as follows:
33  *
34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
38  *
39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
42  *
43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
44  *     verify that self-healing data really works.
45  *
46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
49  *
50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
51  *     we run the entire test in a child of the main process.
52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
54  *     The parent then runs the test again, using the existing
55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
57  *     of ztest after a SIGKILL.
58  *
59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
60  *     many of the functional tests record the transaction group number
61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
64  *
65  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
66  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
67  *
68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
71  *
72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
73  *
74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
76  *
77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
78  *
79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
86  */
87
88 #include <sys/zfs_context.h>
89 #include <sys/spa.h>
90 #include <sys/dmu.h>
91 #include <sys/txg.h>
92 #include <sys/dbuf.h>
93 #include <sys/zap.h>
94 #include <sys/dmu_objset.h>
95 #include <sys/poll.h>
96 #include <sys/stat.h>
97 #include <sys/time.h>
98 #include <sys/wait.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/resource.h>
101 #include <sys/zio.h>
102 #include <sys/zil.h>
103 #include <sys/zil_impl.h>
104 #include <sys/vdev_impl.h>
105 #include <sys/vdev_file.h>
106 #include <sys/spa_impl.h>
107 #include <sys/metaslab_impl.h>
108 #include <sys/dsl_prop.h>
109 #include <sys/dsl_dataset.h>
110 #include <sys/dsl_destroy.h>
111 #include <sys/dsl_scan.h>
112 #include <sys/zio_checksum.h>
113 #include <sys/refcount.h>
114 #include <sys/zfeature.h>
115 #include <sys/dsl_userhold.h>
116 #include <stdio.h>
117 #include <stdio_ext.h>
118 #include <stdlib.h>
119 #include <unistd.h>
120 #include <signal.h>
121 #include <umem.h>
122 #include <ctype.h>
123 #include <math.h>
124 #include <sys/fs/zfs.h>
125 #include <libnvpair.h>
126 #ifdef __GNUC__
127 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
128 #endif
129
130 static int ztest_fd_data = -1;
131 static int ztest_fd_rand = -1;
132
133 typedef struct ztest_shared_hdr {
134         uint64_t        zh_hdr_size;
135         uint64_t        zh_opts_size;
136         uint64_t        zh_size;
137         uint64_t        zh_stats_size;
138         uint64_t        zh_stats_count;
139         uint64_t        zh_ds_size;
140         uint64_t        zh_ds_count;
141 } ztest_shared_hdr_t;
142
143 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
144
145 typedef struct ztest_shared_opts {
146         char zo_pool[MAXNAMELEN];
147         char zo_dir[MAXNAMELEN];
148         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
149         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
150         uint64_t zo_vdevs;
151         uint64_t zo_vdevtime;
152         size_t zo_vdev_size;
153         int zo_ashift;
154         int zo_mirrors;
155         int zo_raidz;
156         int zo_raidz_parity;
157         int zo_datasets;
158         int zo_threads;
159         uint64_t zo_passtime;
160         uint64_t zo_killrate;
161         int zo_verbose;
162         int zo_init;
163         uint64_t zo_time;
164         uint64_t zo_maxloops;
165         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
166 } ztest_shared_opts_t;
167
168 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
169         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
170         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
171         .zo_alt_ztest = { '\0' },
172         .zo_alt_libpath = { '\0' },
173         .zo_vdevs = 5,
174         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
175         .zo_mirrors = 2,
176         .zo_raidz = 4,
177         .zo_raidz_parity = 1,
178         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 2,
179         .zo_datasets = 7,
180         .zo_threads = 23,
181         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
182         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
183         .zo_verbose = 0,
184         .zo_init = 1,
185         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
186         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
187         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
188 };
189
190 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
191 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
192 extern int metaslab_preload_limit;
193
194 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
195 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
196
197 typedef struct ztest_shared_ds {
198         uint64_t        zd_seq;
199 } ztest_shared_ds_t;
200
201 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
202 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
203
204 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
205 #define MAXFAULTS() \
206         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
207
208 enum ztest_io_type {
209         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
210         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
211         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
212         ZTEST_IO_TRUNCATE,
213         ZTEST_IO_SETATTR,
214         ZTEST_IO_REWRITE,
215         ZTEST_IO_TYPES
216 };
217
218 typedef struct ztest_block_tag {
219         uint64_t        bt_magic;
220         uint64_t        bt_objset;
221         uint64_t        bt_object;
222         uint64_t        bt_offset;
223         uint64_t        bt_gen;
224         uint64_t        bt_txg;
225         uint64_t        bt_crtxg;
226 } ztest_block_tag_t;
227
228 typedef struct bufwad {
229         uint64_t        bw_index;
230         uint64_t        bw_txg;
231         uint64_t        bw_data;
232 } bufwad_t;
233
234 /*
235  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
236  */
237 typedef enum {
238         RL_READER,
239         RL_WRITER,
240         RL_APPEND
241 } rl_type_t;
242
243 typedef struct rll {
244         void            *rll_writer;
245         int             rll_readers;
246         kmutex_t        rll_lock;
247         kcondvar_t      rll_cv;
248 } rll_t;
249
250 typedef struct rl {
251         uint64_t        rl_object;
252         uint64_t        rl_offset;
253         uint64_t        rl_size;
254         rll_t           *rl_lock;
255 } rl_t;
256
257 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
258 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
259
260 /*
261  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
262  */
263 typedef struct ztest_od {
264         uint64_t        od_dir;
265         uint64_t        od_object;
266         dmu_object_type_t od_type;
267         dmu_object_type_t od_crtype;
268         uint64_t        od_blocksize;
269         uint64_t        od_crblocksize;
270         uint64_t        od_gen;
271         uint64_t        od_crgen;
272         char            od_name[MAXNAMELEN];
273 } ztest_od_t;
274
275 /*
276  * Per-dataset state.
277  */
278 typedef struct ztest_ds {
279         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
280         objset_t        *zd_os;
281         rwlock_t        zd_zilog_lock;
282         zilog_t         *zd_zilog;
283         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
284         char            zd_name[MAXNAMELEN];
285         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
286         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
287         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
288 } ztest_ds_t;
289
290 /*
291  * Per-iteration state.
292  */
293 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
294
295 typedef struct ztest_info {
296         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
297         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
298         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
299         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
300 } ztest_info_t;
301
302 typedef struct ztest_shared_callstate {
303         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
304         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
305         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
306 } ztest_shared_callstate_t;
307
308 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
309 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
310
311 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
312 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
313 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
314 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
315 ztest_func_t ztest_zap;
316 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
317 ztest_func_t ztest_zil_commit;
318 ztest_func_t ztest_zil_remount;
319 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
320 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
321 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
322 ztest_func_t ztest_fzap;
323 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
324 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
325 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
326 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
327 ztest_func_t ztest_fault_inject;
328 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
329 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
331 ztest_func_t ztest_scrub;
332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
337 ztest_func_t ztest_split_pool;
338 ztest_func_t ztest_reguid;
339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
340
341 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
342 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
343 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
344 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
345 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
346
347 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
348         {   .zi_func = (func), \
349             .zi_iters = (iters), \
350             .zi_interval = (interval), \
351             .zi_funcname = # func }
352
353 ztest_info_t ztest_info[] = {
354         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
355         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
356         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
357         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
358         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
359         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
360         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
361         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
362         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
363         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
364         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
365         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
366         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
367 #if 0
368         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
369 #endif
370         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
371         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
372         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
373         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
374         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
375         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
376         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
377         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
378         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
379         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
380         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
381         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
382         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
383         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
384         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
385 };
386
387 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
388
389 /*
390  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
391  * The callbacks are ordered by txg number.
392  */
393 typedef struct ztest_cb_list {
394         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
395         list_t          zcl_callbacks;
396 } ztest_cb_list_t;
397
398 /*
399  * Stuff we need to share writably between parent and child.
400  */
401 typedef struct ztest_shared {
402         boolean_t       zs_do_init;
403         hrtime_t        zs_proc_start;
404         hrtime_t        zs_proc_stop;
405         hrtime_t        zs_thread_start;
406         hrtime_t        zs_thread_stop;
407         hrtime_t        zs_thread_kill;
408         uint64_t        zs_enospc_count;
409         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
410         uint64_t        zs_vdev_aux;
411         uint64_t        zs_alloc;
412         uint64_t        zs_space;
413         uint64_t        zs_splits;
414         uint64_t        zs_mirrors;
415         uint64_t        zs_metaslab_sz;
416         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
417         uint64_t        zs_guid;
418 } ztest_shared_t;
419
420 #define ID_PARALLEL     -1ULL
421
422 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
423 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
424 ztest_shared_t *ztest_shared;
425
426 static spa_t *ztest_spa = NULL;
427 static ztest_ds_t *ztest_ds;
428
429 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
430
431 /*
432  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
433  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
434  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
435  * namespace does not change while the lock is held.
436  */
437 static rwlock_t ztest_name_lock;
438
439 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
440 static boolean_t ztest_exiting;
441
442 /* Global commit callback list */
443 static ztest_cb_list_t zcl;
444 /* Commit cb delay */
445 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
446 static int zc_cb_counter = 0;
447
448 /*
449  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
450  * whether the minimum txg delay is acceptable.
451  */
452 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
453
454 /*
455  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
456  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
457  * implementation bug.
458  */
459 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
460
461 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
462 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
463
464 enum ztest_object {
465         ZTEST_META_DNODE = 0,
466         ZTEST_DIROBJ,
467         ZTEST_OBJECTS
468 };
469
470 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
471
472 /*
473  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
474  * debugging facilities.
475  */
476 const char *
477 _umem_debug_init(void)
478 {
479         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
480 }
481
482 const char *
483 _umem_logging_init(void)
484 {
485         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
486 }
487
488 #define BACKTRACE_SZ    100
489
490 static void sig_handler(int signo)
491 {
492         struct sigaction action;
493 #ifdef __GNUC__ /* backtrace() is a GNU extension */
494         int nptrs;
495         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
496
497         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
498         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
499 #endif
500
501         /*
502          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
503          * SIGABRT can trigger a core dump.
504          */
505         action.sa_handler = SIG_DFL;
506         sigemptyset(&action.sa_mask);
507         action.sa_flags = 0;
508         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
509         raise(signo);
510 }
511
512 #define FATAL_MSG_SZ    1024
513
514 char *fatal_msg;
515
516 static void
517 fatal(int do_perror, char *message, ...)
518 {
519         va_list args;
520         int save_errno = errno;
521         char *buf;
522
523         (void) fflush(stdout);
524         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
525
526         va_start(args, message);
527         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
528         /* LINTED */
529         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
530         va_end(args);
531         if (do_perror) {
532                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
533                     ": %s", strerror(save_errno));
534         }
535         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
536         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
537         if (ztest_dump_core)
538                 abort();
539         exit(3);
540 }
541
542 static int
543 str2shift(const char *buf)
544 {
545         const char *ends = "BKMGTPEZ";
546         int i;
547
548         if (buf[0] == '\0')
549                 return (0);
550         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
551                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
552                         break;
553         }
554         if (i == strlen(ends)) {
555                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
556                     buf);
557                 usage(B_FALSE);
558         }
559         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
560                 return (10*i);
561         }
562         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
563         usage(B_FALSE);
564         /* NOTREACHED */
565 }
566
567 static uint64_t
568 nicenumtoull(const char *buf)
569 {
570         char *end;
571         uint64_t val;
572
573         val = strtoull(buf, &end, 0);
574         if (end == buf) {
575                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
576                 usage(B_FALSE);
577         } else if (end[0] == '.') {
578                 double fval = strtod(buf, &end);
579                 fval *= pow(2, str2shift(end));
580                 if (fval > UINT64_MAX) {
581                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
582                             buf);
583                         usage(B_FALSE);
584                 }
585                 val = (uint64_t)fval;
586         } else {
587                 int shift = str2shift(end);
588                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
589                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
590                             buf);
591                         usage(B_FALSE);
592                 }
593                 val <<= shift;
594         }
595         return (val);
596 }
597
598 static void
599 usage(boolean_t requested)
600 {
601         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
602
603         char nice_vdev_size[10];
604         char nice_gang_bang[10];
605         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
606
607         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
608         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
609
610         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
611             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
612             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
613             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
614             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
615             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
616             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
617             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
618             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
619             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
620             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
621             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
622             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
623             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
624             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
625             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
626             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
627             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
628             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
629             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
630             "\t[-h] (print help)\n"
631             "",
632             zo->zo_pool,
633             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
634             nice_vdev_size,                             /* -s */
635             zo->zo_ashift,                              /* -a */
636             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
637             zo->zo_raidz,                               /* -r */
638             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
639             zo->zo_datasets,                            /* -d */
640             zo->zo_threads,                             /* -t */
641             nice_gang_bang,                             /* -g */
642             zo->zo_init,                                /* -i */
643             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
644             zo->zo_pool,                                /* -p */
645             zo->zo_dir,                                 /* -f */
646             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
647             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
648             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
649         exit(requested ? 0 : 1);
650 }
651
652 static void
653 process_options(int argc, char **argv)
654 {
655         char *path;
656         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
657
658         int opt;
659         uint64_t value;
660         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
661
662         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
663
664         while ((opt = getopt(argc, argv,
665             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
666                 value = 0;
667                 switch (opt) {
668                 case 'v':
669                 case 's':
670                 case 'a':
671                 case 'm':
672                 case 'r':
673                 case 'R':
674                 case 'd':
675                 case 't':
676                 case 'g':
677                 case 'i':
678                 case 'k':
679                 case 'T':
680                 case 'P':
681                 case 'F':
682                         value = nicenumtoull(optarg);
683                 }
684                 switch (opt) {
685                 case 'v':
686                         zo->zo_vdevs = value;
687                         break;
688                 case 's':
689                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
690                         break;
691                 case 'a':
692                         zo->zo_ashift = value;
693                         break;
694                 case 'm':
695                         zo->zo_mirrors = value;
696                         break;
697                 case 'r':
698                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
699                         break;
700                 case 'R':
701                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
702                         break;
703                 case 'd':
704                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
705                         break;
706                 case 't':
707                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
708                         break;
709                 case 'g':
710                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
711                             value);
712                         break;
713                 case 'i':
714                         zo->zo_init = value;
715                         break;
716                 case 'k':
717                         zo->zo_killrate = value;
718                         break;
719                 case 'p':
720                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
721                             sizeof (zo->zo_pool));
722                         break;
723                 case 'f':
724                         path = realpath(optarg, NULL);
725                         if (path == NULL) {
726                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
727                                     optarg, strerror(errno));
728                                 usage(B_FALSE);
729                         } else {
730                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
731                                     sizeof (zo->zo_dir));
732                         }
733                         break;
734                 case 'V':
735                         zo->zo_verbose++;
736                         break;
737                 case 'E':
738                         zo->zo_init = 0;
739                         break;
740                 case 'T':
741                         zo->zo_time = value;
742                         break;
743                 case 'P':
744                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
745                         break;
746                 case 'F':
747                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
748                         break;
749                 case 'B':
750                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
751                         break;
752                 case 'h':
753                         usage(B_TRUE);
754                         break;
755                 case '?':
756                 default:
757                         usage(B_FALSE);
758                         break;
759                 }
760         }
761
762         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
763
764         zo->zo_vdevtime =
765             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
766             UINT64_MAX >> 2);
767
768         if (strlen(altdir) > 0) {
769                 char *cmd;
770                 char *realaltdir;
771                 char *bin;
772                 char *ztest;
773                 char *isa;
774                 int isalen;
775
776                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
777                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
778
779                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
780                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
781                         ztest_dump_core = B_FALSE;
782                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
783                             altdir);
784                 }
785                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
786
787                 /*
788                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
789                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
790                  * 32 or 64 bit binaries.
791                  */
792                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
793                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
794                 isa = bin + 9;
795                 isalen = ztest - isa;
796                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
797                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
798                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
799                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
800
801                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
802                         ztest_dump_core = B_FALSE;
803                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
804                             zo->zo_alt_ztest);
805                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
806                         ztest_dump_core = B_FALSE;
807                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
808                             zo->zo_alt_libpath);
809                 }
810
811                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
812                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
813         }
814 }
815
816 static void
817 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
818 {
819         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
820         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
821
822         /*
823          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
824          * See comment above spa_config_sync().
825          */
826         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
827         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
828         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
829
830         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
831 }
832
833 static uint64_t
834 ztest_random(uint64_t range)
835 {
836         uint64_t r;
837
838         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
839
840         if (range == 0)
841                 return (0);
842
843         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
844                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
845
846         return (r % range);
847 }
848
849 /* ARGSUSED */
850 static void
851 ztest_record_enospc(const char *s)
852 {
853         ztest_shared->zs_enospc_count++;
854 }
855
856 static uint64_t
857 ztest_get_ashift(void)
858 {
859         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
860                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
861         return (ztest_opts.zo_ashift);
862 }
863
864 static nvlist_t *
865 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
866 {
867         char *pathbuf;
868         uint64_t vdev;
869         nvlist_t *file;
870
871         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
872
873         if (ashift == 0)
874                 ashift = ztest_get_ashift();
875
876         if (path == NULL) {
877                 path = pathbuf;
878
879                 if (aux != NULL) {
880                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
881                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
882                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
883                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
884                             aux, vdev);
885                 } else {
886                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
887                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
888                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
889                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
890                 }
891         }
892
893         if (size != 0) {
894                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
895                 if (fd == -1)
896                         fatal(1, "can't open %s", path);
897                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
898                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
899                 (void) close(fd);
900         }
901
902         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
903         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
904         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
905         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
906         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
907
908         return (file);
909 }
910
911 static nvlist_t *
912 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
913     uint64_t ashift, int r)
914 {
915         nvlist_t *raidz, **child;
916         int c;
917
918         if (r < 2)
919                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
920         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
921
922         for (c = 0; c < r; c++)
923                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
924
925         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
926         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
927             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
928         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
929             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
930         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
931             child, r) == 0);
932
933         for (c = 0; c < r; c++)
934                 nvlist_free(child[c]);
935
936         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
937
938         return (raidz);
939 }
940
941 static nvlist_t *
942 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
943     uint64_t ashift, int r, int m)
944 {
945         nvlist_t *mirror, **child;
946         int c;
947
948         if (m < 1)
949                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
950
951         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
952
953         for (c = 0; c < m; c++)
954                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
955
956         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
957         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
958             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
959         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
960             child, m) == 0);
961
962         for (c = 0; c < m; c++)
963                 nvlist_free(child[c]);
964
965         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
966
967         return (mirror);
968 }
969
970 static nvlist_t *
971 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
972     int log, int r, int m, int t)
973 {
974         nvlist_t *root, **child;
975         int c;
976
977         ASSERT(t > 0);
978
979         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
980
981         for (c = 0; c < t; c++) {
982                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
983                     r, m);
984                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
985                     log) == 0);
986         }
987
988         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
989         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
990         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
991             child, t) == 0);
992
993         for (c = 0; c < t; c++)
994                 nvlist_free(child[c]);
995
996         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
997
998         return (root);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1003  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1004  */
1005 static uint64_t
1006 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1007 {
1008         uint64_t version = initial_version;
1009
1010         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1011                 version = version +
1012                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1013         }
1014
1015         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1016                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1017
1018         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1019         return (version);
1020 }
1021
1022 static int
1023 ztest_random_blocksize(void)
1024 {
1025         /*
1026          * Choose a block size >= the ashift.
1027          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1028          */
1029         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1030         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1031                 maxbs = 20;
1032         uint64_t block_shift =
1033             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1034         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1035 }
1036
1037 static int
1038 ztest_random_ibshift(void)
1039 {
1040         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1041             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1042 }
1043
1044 static uint64_t
1045 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1046 {
1047         uint64_t top;
1048         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1049         vdev_t *tvd;
1050
1051         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1052
1053         do {
1054                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1055                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1056         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1057             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1058
1059         return (top);
1060 }
1061
1062 static uint64_t
1063 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1064 {
1065         uint64_t value;
1066
1067         do {
1068                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1069         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1070
1071         return (value);
1072 }
1073
1074 static int
1075 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1076     boolean_t inherit)
1077 {
1078         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1079         const char *valname;
1080         char *setpoint;
1081         uint64_t curval;
1082         int error;
1083
1084         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1085             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1086
1087         if (error == ENOSPC) {
1088                 ztest_record_enospc(FTAG);
1089                 return (error);
1090         }
1091         ASSERT0(error);
1092
1093         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1094         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1095
1096         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1097                 int err;
1098
1099                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1100                 if (err)
1101                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n",
1102                             osname, propname, (unsigned long long)curval,
1103                                 setpoint);
1104                 else
1105                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1106                             osname, propname, valname, setpoint);
1107         }
1108         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1109
1110         return (error);
1111 }
1112
1113 static int
1114 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1115 {
1116         spa_t *spa = ztest_spa;
1117         nvlist_t *props = NULL;
1118         int error;
1119
1120         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1121         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1122
1123         error = spa_prop_set(spa, props);
1124
1125         nvlist_free(props);
1126
1127         if (error == ENOSPC) {
1128                 ztest_record_enospc(FTAG);
1129                 return (error);
1130         }
1131         ASSERT0(error);
1132
1133         return (error);
1134 }
1135
1136 static void
1137 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1138 {
1139         rll->rll_writer = NULL;
1140         rll->rll_readers = 0;
1141         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1142         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1143 }
1144
1145 static void
1146 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1147 {
1148         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1149         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1150         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1151         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1152 }
1153
1154 static void
1155 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1156 {
1157         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1158
1159         if (type == RL_READER) {
1160                 while (rll->rll_writer != NULL)
1161                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1162                 rll->rll_readers++;
1163         } else {
1164                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1165                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1166                 rll->rll_writer = curthread;
1167         }
1168
1169         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1170 }
1171
1172 static void
1173 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1174 {
1175         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1176
1177         if (rll->rll_writer) {
1178                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1179                 rll->rll_writer = NULL;
1180         } else {
1181                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1182                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1183                 rll->rll_readers--;
1184         }
1185
1186         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1187                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1188
1189         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1190 }
1191
1192 static void
1193 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1194 {
1195         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1196
1197         ztest_rll_lock(rll, type);
1198 }
1199
1200 static void
1201 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1202 {
1203         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1204
1205         ztest_rll_unlock(rll);
1206 }
1207
1208 static rl_t *
1209 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1210     uint64_t size, rl_type_t type)
1211 {
1212         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1213         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1214         rl_t *rl;
1215
1216         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1217         rl->rl_object = object;
1218         rl->rl_offset = offset;
1219         rl->rl_size = size;
1220         rl->rl_lock = rll;
1221
1222         ztest_rll_lock(rll, type);
1223
1224         return (rl);
1225 }
1226
1227 static void
1228 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1229 {
1230         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1231
1232         ztest_rll_unlock(rll);
1233
1234         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1235 }
1236
1237 static void
1238 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1239 {
1240         zd->zd_os = os;
1241         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1242         zd->zd_shared = szd;
1243         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1244         int l;
1245
1246         if (zd->zd_shared != NULL)
1247                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1248
1249         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1250         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1251
1252         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1253                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1254
1255         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1256                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1257 }
1258
1259 static void
1260 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1261 {
1262         int l;
1263
1264         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1265         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1266
1267         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1268                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1269
1270         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1271                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1272 }
1273
1274 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1275
1276 static uint64_t
1277 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1278 {
1279         uint64_t txg;
1280         int error;
1281
1282         /*
1283          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1284          */
1285         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1286         if (error) {
1287                 if (error == ERESTART) {
1288                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1289                         dmu_tx_wait(tx);
1290                 } else {
1291                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1292                         ztest_record_enospc(tag);
1293                 }
1294                 dmu_tx_abort(tx);
1295                 return (0);
1296         }
1297         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1298         ASSERT(txg != 0);
1299         return (txg);
1300 }
1301
1302 static void
1303 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1304 {
1305         uint64_t *ip = buf;
1306         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1307
1308         while (ip < ip_end)
1309                 *ip++ = value;
1310 }
1311
1312 #ifndef NDEBUG
1313 static boolean_t
1314 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1315 {
1316         uint64_t *ip = buf;
1317         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1318         uint64_t diff = 0;
1319
1320         while (ip < ip_end)
1321                 diff |= (value - *ip++);
1322
1323         return (diff == 0);
1324 }
1325 #endif
1326
1327 static void
1328 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1329     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1330 {
1331         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1332         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1333         bt->bt_object = object;
1334         bt->bt_offset = offset;
1335         bt->bt_gen = gen;
1336         bt->bt_txg = txg;
1337         bt->bt_crtxg = crtxg;
1338 }
1339
1340 static void
1341 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1342     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1343 {
1344         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1345         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1346         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1347         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1348         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1349         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1350         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1351 }
1352
1353 static ztest_block_tag_t *
1354 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1355 {
1356         dmu_object_info_t doi;
1357         ztest_block_tag_t *bt;
1358
1359         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1360         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1361         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1362         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1363
1364         return (bt);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * ZIL logging ops
1369  */
1370
1371 #define lrz_type        lr_mode
1372 #define lrz_blocksize   lr_uid
1373 #define lrz_ibshift     lr_gid
1374 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1375 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1376
1377 static void
1378 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1379 {
1380         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1381         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1382         itx_t *itx;
1383
1384         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1385                 return;
1386
1387         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1388         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1389             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1390
1391         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1392 }
1393
1394 static void
1395 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1396 {
1397         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1398         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1399         itx_t *itx;
1400
1401         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1402                 return;
1403
1404         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1405         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1406             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1407
1408         itx->itx_oid = object;
1409         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1410 }
1411
1412 static void
1413 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1414 {
1415         itx_t *itx;
1416         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1417
1418         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1419                 return;
1420
1421         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1422                 write_state = WR_INDIRECT;
1423
1424         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1425             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1426
1427         if (write_state == WR_COPIED &&
1428             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1429             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1430                 zil_itx_destroy(itx);
1431                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1432                 write_state = WR_NEED_COPY;
1433         }
1434         itx->itx_private = zd;
1435         itx->itx_wr_state = write_state;
1436         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1437         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1438
1439         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1440             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1441
1442         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1443 }
1444
1445 static void
1446 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1447 {
1448         itx_t *itx;
1449
1450         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1451                 return;
1452
1453         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1454         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1455             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1456
1457         itx->itx_sync = B_FALSE;
1458         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1459 }
1460
1461 static void
1462 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1463 {
1464         itx_t *itx;
1465
1466         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1467                 return;
1468
1469         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1470         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1471             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1472
1473         itx->itx_sync = B_FALSE;
1474         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * ZIL replay ops
1479  */
1480 static int
1481 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1482 {
1483         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1484         objset_t *os = zd->zd_os;
1485         ztest_block_tag_t *bbt;
1486         dmu_buf_t *db;
1487         dmu_tx_t *tx;
1488         uint64_t txg;
1489         int error = 0;
1490
1491         if (byteswap)
1492                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1493
1494         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1495         ASSERT(name[0] != '\0');
1496
1497         tx = dmu_tx_create(os);
1498
1499         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1500
1501         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1502                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1503         } else {
1504                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1505         }
1506
1507         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1508         if (txg == 0)
1509                 return (ENOSPC);
1510
1511         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1512
1513         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1514                 if (lr->lr_foid == 0) {
1515                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1516                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1517                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1518                 } else {
1519                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1520                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1521                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1522                 }
1523         } else {
1524                 if (lr->lr_foid == 0) {
1525                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1526                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1527                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1528                 } else {
1529                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1530                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1531                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1532                 }
1533         }
1534
1535         if (error) {
1536                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1537                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1538                 dmu_tx_commit(tx);
1539                 return (error);
1540         }
1541
1542         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1543
1544         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1545                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1546                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1547
1548         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1549         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1550         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1551         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1552         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1553
1554         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1555             &lr->lr_foid, tx));
1556
1557         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1558
1559         dmu_tx_commit(tx);
1560
1561         return (0);
1562 }
1563
1564 static int
1565 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1566 {
1567         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1568         objset_t *os = zd->zd_os;
1569         dmu_object_info_t doi;
1570         dmu_tx_t *tx;
1571         uint64_t object, txg;
1572
1573         if (byteswap)
1574                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1575
1576         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1577         ASSERT(name[0] != '\0');
1578
1579         VERIFY3U(0, ==,
1580             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1581         ASSERT(object != 0);
1582
1583         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1584
1585         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1586
1587         tx = dmu_tx_create(os);
1588
1589         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1590         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1591
1592         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1593         if (txg == 0) {
1594                 ztest_object_unlock(zd, object);
1595                 return (ENOSPC);
1596         }
1597
1598         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1599                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1600         } else {
1601                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1602         }
1603
1604         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1605
1606         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1607
1608         dmu_tx_commit(tx);
1609
1610         ztest_object_unlock(zd, object);
1611
1612         return (0);
1613 }
1614
1615 static int
1616 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1617 {
1618         objset_t *os = zd->zd_os;
1619         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1620         uint64_t offset, length;
1621         ztest_block_tag_t *bt = data;
1622         ztest_block_tag_t *bbt;
1623         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1624         dmu_object_info_t doi;
1625         dmu_tx_t *tx;
1626         dmu_buf_t *db;
1627         arc_buf_t *abuf = NULL;
1628         rl_t *rl;
1629
1630         if (byteswap)
1631                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1632
1633         offset = lr->lr_offset;
1634         length = lr->lr_length;
1635
1636         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1637         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1638                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1639                 if (length < blocksize) {
1640                         offset -= offset % blocksize;
1641                         length = blocksize;
1642                 }
1643         }
1644
1645         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1646                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1647
1648         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1649                 bt = NULL;
1650
1651         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1652         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1653
1654         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1655
1656         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1657
1658         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1659         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1660         gen = bbt->bt_gen;
1661         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1662         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1663
1664         tx = dmu_tx_create(os);
1665
1666         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1667
1668         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1669             P2PHASE(offset, length) == 0)
1670                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1671
1672         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1673         if (txg == 0) {
1674                 if (abuf != NULL)
1675                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1676                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1677                 ztest_range_unlock(rl);
1678                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1679                 return (ENOSPC);
1680         }
1681
1682         if (bt != NULL) {
1683                 /*
1684                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1685                  * but not always, because we also want to verify correct
1686                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1687                  */
1688                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1689                 if (ztest_random(4) != 0) {
1690                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1691                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1692                         ztest_block_tag_t rbt;
1693
1694                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1695                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1696                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1697                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1698                                     offset, gen, txg, crtxg);
1699                         }
1700                 }
1701
1702                 /*
1703                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1704                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1705                  * open-context data, which may be different than the data
1706                  * as it was when the write was generated.
1707                  */
1708                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1709                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1710                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1711                             bt->bt_crtxg);
1712                 }
1713
1714                 /*
1715                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1716                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1717                  */
1718                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1719         }
1720
1721         if (abuf == NULL) {
1722                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1723         } else {
1724                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1725                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1726         }
1727
1728         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1729
1730         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1731
1732         dmu_tx_commit(tx);
1733
1734         ztest_range_unlock(rl);
1735         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1736
1737         return (0);
1738 }
1739
1740 static int
1741 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1742 {
1743         objset_t *os = zd->zd_os;
1744         dmu_tx_t *tx;
1745         uint64_t txg;
1746         rl_t *rl;
1747
1748         if (byteswap)
1749                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1750
1751         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1752         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1753             RL_WRITER);
1754
1755         tx = dmu_tx_create(os);
1756
1757         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1758
1759         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1760         if (txg == 0) {
1761                 ztest_range_unlock(rl);
1762                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1763                 return (ENOSPC);
1764         }
1765
1766         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1767             lr->lr_length, tx) == 0);
1768
1769         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1770
1771         dmu_tx_commit(tx);
1772
1773         ztest_range_unlock(rl);
1774         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1775
1776         return (0);
1777 }
1778
1779 static int
1780 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1781 {
1782         objset_t *os = zd->zd_os;
1783         dmu_tx_t *tx;
1784         dmu_buf_t *db;
1785         ztest_block_tag_t *bbt;
1786         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1787
1788         if (byteswap)
1789                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1790
1791         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1792
1793         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1794
1795         tx = dmu_tx_create(os);
1796         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1797
1798         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1799         if (txg == 0) {
1800                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1801                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1802                 return (ENOSPC);
1803         }
1804
1805         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1806         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1807         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1808         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1809
1810         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1811                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1812                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1813                 ASSERT(lrtxg != 0);
1814         } else {
1815                 /*
1816                  * Randomly change the size and increment the generation.
1817                  */
1818                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1819                     sizeof (*bbt);
1820                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1821                 ASSERT(lrtxg == 0);
1822         }
1823
1824         /*
1825          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1826          */
1827         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1828             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1829
1830         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1831
1832         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1833         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1834         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1835         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1836
1837         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1838
1839         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1840
1841         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1842
1843         dmu_tx_commit(tx);
1844
1845         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1846
1847         return (0);
1848 }
1849
1850 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1851         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
1852         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
1853         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
1854         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
1855         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
1856         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
1857         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
1858         NULL,                                           /* TX_LINK */
1859         NULL,                                           /* TX_RENAME */
1860         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
1861         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
1862         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
1863         NULL,                                           /* TX_ACL */
1864         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
1865         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
1866         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1867         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
1868         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
1869         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1870         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
1871 };
1872
1873 /*
1874  * ZIL get_data callbacks
1875  */
1876
1877 static void
1878 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1879 {
1880         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1881         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1882
1883         if (zgd->zgd_db)
1884                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1885
1886         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1887         ztest_object_unlock(zd, object);
1888
1889         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1890                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1891
1892         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1893 }
1894
1895 static int
1896 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1897 {
1898         ztest_ds_t *zd = arg;
1899         objset_t *os = zd->zd_os;
1900         uint64_t object = lr->lr_foid;
1901         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1902         uint64_t size = lr->lr_length;
1903         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1904         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1905         uint64_t crtxg;
1906         dmu_object_info_t doi;
1907         dmu_buf_t *db;
1908         zgd_t *zgd;
1909         int error;
1910
1911         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1912         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1913         if (error) {
1914                 ztest_object_unlock(zd, object);
1915                 return (error);
1916         }
1917
1918         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1919
1920         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1921                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1922                 ztest_object_unlock(zd, object);
1923                 return (ENOENT);
1924         }
1925
1926         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1927         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1928         db = NULL;
1929
1930         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1931         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1932         zgd->zgd_private = zd;
1933
1934         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1935                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1936                     RL_READER);
1937
1938                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1939                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1940                 ASSERT(error == 0);
1941         } else {
1942                 size = doi.doi_data_block_size;
1943                 if (ISP2(size)) {
1944                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1945                 } else {
1946                         ASSERT(offset < size);
1947                         offset = 0;
1948                 }
1949
1950                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1951                     RL_READER);
1952
1953                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1954                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1955
1956                 if (error == 0) {
1957                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1958                         if (obp) {
1959                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1960                                 *bp = *obp;
1961                         }
1962
1963                         zgd->zgd_db = db;
1964                         zgd->zgd_bp = bp;
1965
1966                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1967                         ASSERT(db->db_size == size);
1968
1969                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1970                             ztest_get_done, zgd);
1971
1972                         if (error == 0)
1973                                 return (0);
1974                 }
1975         }
1976
1977         ztest_get_done(zgd, error);
1978
1979         return (error);
1980 }
1981
1982 static void *
1983 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1984 {
1985         char *lr;
1986         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1987
1988         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1989
1990         if (name)
1991                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1992
1993         return (lr);
1994 }
1995
1996 void
1997 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1998 {
1999         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2000
2001         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2006  */
2007 static int
2008 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2009 {
2010         int missing = 0;
2011         int error;
2012         int i;
2013
2014         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2015
2016         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2017                 od->od_object = 0;
2018                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2019                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2020                 if (error) {
2021                         ASSERT(error == ENOENT);
2022                         ASSERT(od->od_object == 0);
2023                         missing++;
2024                 } else {
2025                         dmu_buf_t *db;
2026                         ztest_block_tag_t *bbt;
2027                         dmu_object_info_t doi;
2028
2029                         ASSERT(od->od_object != 0);
2030                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2031
2032                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2033                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2034                             od->od_object, FTAG, &db));
2035                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2036                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2037                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2038                         od->od_type = doi.doi_type;
2039                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2040                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2041                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2042                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2043                 }
2044         }
2045
2046         return (missing);
2047 }
2048
2049 static int
2050 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2051 {
2052         int missing = 0;
2053         int i;
2054
2055         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2056
2057         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2058                 if (missing) {
2059                         od->od_object = 0;
2060                         missing++;
2061                         continue;
2062                 }
2063
2064                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2065
2066                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2067                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2068                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2069                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2070                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2071                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2072                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2073                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2074                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2075
2076                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2077                         ASSERT(missing == 0);
2078                         od->od_object = 0;
2079                         missing++;
2080                 } else {
2081                         od->od_object = lr->lr_foid;
2082                         od->od_type = od->od_crtype;
2083                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2084                         od->od_gen = od->od_crgen;
2085                         ASSERT(od->od_object != 0);
2086                 }
2087
2088                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2089         }
2090
2091         return (missing);
2092 }
2093
2094 static int
2095 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2096 {
2097         int missing = 0;
2098         int error;
2099         int i;
2100
2101         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2102
2103         od += count - 1;
2104
2105         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2106                 if (missing) {
2107                         missing++;
2108                         continue;
2109                 }
2110
2111                 /*
2112                  * No object was found.
2113                  */
2114                 if (od->od_object == 0)
2115                         continue;
2116
2117                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2118
2119                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2120
2121                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2122                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2123                         missing++;
2124                 } else {
2125                         od->od_object = 0;
2126                 }
2127                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2128         }
2129
2130         return (missing);
2131 }
2132
2133 static int
2134 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2135     void *data)
2136 {
2137         lr_write_t *lr;
2138         int error;
2139
2140         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2141
2142         lr->lr_foid = object;
2143         lr->lr_offset = offset;
2144         lr->lr_length = size;
2145         lr->lr_blkoff = 0;
2146         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2147
2148         bcopy(data, lr + 1, size);
2149
2150         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2151
2152         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2153
2154         return (error);
2155 }
2156
2157 static int
2158 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2159 {
2160         lr_truncate_t *lr;
2161         int error;
2162
2163         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2164
2165         lr->lr_foid = object;
2166         lr->lr_offset = offset;
2167         lr->lr_length = size;
2168
2169         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2170
2171         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2172
2173         return (error);
2174 }
2175
2176 static int
2177 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2178 {
2179         lr_setattr_t *lr;
2180         int error;
2181
2182         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2183
2184         lr->lr_foid = object;
2185         lr->lr_size = 0;
2186         lr->lr_mode = 0;
2187
2188         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2189
2190         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2191
2192         return (error);
2193 }
2194
2195 static void
2196 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2197 {
2198         objset_t *os = zd->zd_os;
2199         dmu_tx_t *tx;
2200         uint64_t txg;
2201         rl_t *rl;
2202
2203         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2204
2205         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2206         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2207
2208         tx = dmu_tx_create(os);
2209
2210         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2211
2212         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2213
2214         if (txg != 0) {
2215                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2216                 dmu_tx_commit(tx);
2217                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2218         } else {
2219                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2220         }
2221
2222         ztest_range_unlock(rl);
2223         ztest_object_unlock(zd, object);
2224 }
2225
2226 static void
2227 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2228 {
2229         int err;
2230         ztest_block_tag_t wbt;
2231         dmu_object_info_t doi;
2232         enum ztest_io_type io_type;
2233         uint64_t blocksize;
2234         void *data;
2235
2236         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2237         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2238         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2239
2240         /*
2241          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2242          */
2243         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2244         if (ztest_random(2) == 0)
2245                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2246
2247         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2248
2249         switch (io_type) {
2250
2251         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2252                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2253                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2254                 break;
2255
2256         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2257                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2258                 if (ztest_random(2) == 0) {
2259                         /*
2260                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2261                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2262                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2263                          */
2264                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2265                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2266                 }
2267                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2268                 break;
2269
2270         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2271                 bzero(data, blocksize);
2272                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2273                 break;
2274
2275         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2276                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2277                 break;
2278
2279         case ZTEST_IO_SETATTR:
2280                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2281                 break;
2282         default:
2283                 break;
2284
2285         case ZTEST_IO_REWRITE:
2286                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2287                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2288                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2289                     B_FALSE);
2290                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2291                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2292                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2293                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2294                     B_FALSE);
2295                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2296                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2297
2298                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2299                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2300
2301                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2302                 break;
2303         }
2304
2305         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2306
2307         umem_free(data, blocksize);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Initialize an object description template.
2312  */
2313 static void
2314 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2315     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2316 {
2317         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2318         od->od_object = 0;
2319
2320         od->od_crtype = type;
2321         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2322         od->od_crgen = gen;
2323
2324         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2325         od->od_blocksize = 0;
2326         od->od_gen = 0;
2327
2328         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2329             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2334  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2335  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2336  * use the existing objects.
2337  */
2338 static int
2339 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2340 {
2341         int count = size / sizeof (*od);
2342         int rv = 0;
2343
2344         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2345         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2346             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2347             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2348                 rv = -1;
2349         zd->zd_od = od;
2350         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2351
2352         return (rv);
2353 }
2354
2355 /* ARGSUSED */
2356 void
2357 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2358 {
2359         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2360
2361         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2362
2363         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2364
2365         /*
2366          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2367          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2368          * will verify that the log really does contain this record.
2369          */
2370         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2371         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2372         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2373         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2374         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2375
2376         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2377 }
2378
2379 /*
2380  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2381  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2382  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2383  */
2384 /* ARGSUSED */
2385 void
2386 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2387 {
2388         objset_t *os = zd->zd_os;
2389
2390         /*
2391          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2392          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2393          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2394          */
2395         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2396         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2397
2398         /* zfs_sb_teardown() */
2399         zil_close(zd->zd_zilog);
2400
2401         /* zfsvfs_setup() */
2402         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2403         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2404
2405         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2406         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2411  * or create a pool with a bad vdev spec.
2412  */
2413 /* ARGSUSED */
2414 void
2415 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2416 {
2417         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2418         spa_t *spa;
2419         nvlist_t *nvroot;
2420
2421         /*
2422          * Attempt to create using a bad file.
2423          */
2424         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2425         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2426             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2427         nvlist_free(nvroot);
2428
2429         /*
2430          * Attempt to create using a bad mirror.
2431          */
2432         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2433         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2434             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2435         nvlist_free(nvroot);
2436
2437         /*
2438          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2439          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2440          */
2441         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2442         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2443         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2444         nvlist_free(nvroot);
2445         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2446         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2447         spa_close(spa, FTAG);
2448
2449         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2450 }
2451
2452 /* ARGSUSED */
2453 void
2454 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2455 {
2456         spa_t *spa;
2457         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2458         uint64_t version, newversion;
2459         nvlist_t *nvroot, *props;
2460         char *name;
2461
2462         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2463         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2464
2465         /*
2466          * Clean up from previous runs.
2467          */
2468         (void) spa_destroy(name);
2469
2470         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2471             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2472
2473         /*
2474          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2475          * the initial version is capable of supporting that feature.
2476          */
2477         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2478         case 0:
2479         case 1:
2480                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2481                 break;
2482         case 2:
2483                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2484                 break;
2485         case 3:
2486                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2487                 break;
2488         }
2489
2490         /*
2491          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2492          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2493          */
2494         do {
2495                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2496         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2497
2498         props = fnvlist_alloc();
2499         fnvlist_add_uint64(props,
2500             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2501         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2502         fnvlist_free(nvroot);
2503         fnvlist_free(props);
2504
2505         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2506         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2507         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2508
2509         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2510                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2511                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2512         }
2513
2514         spa_upgrade(spa, newversion);
2515         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2516         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2517             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2518         spa_close(spa, FTAG);
2519
2520         strfree(name);
2521         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2522 }
2523
2524 static vdev_t *
2525 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2526 {
2527         vdev_t *mvd;
2528         int c;
2529
2530         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2531                 return (vd);
2532
2533         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2534                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2535                     NULL)
2536                         return (mvd);
2537
2538         return (NULL);
2539 }
2540
2541 /*
2542  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2543  */
2544 int
2545 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2546 {
2547         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2548         int c;
2549
2550         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2551
2552         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2553                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2554
2555                 if (cvd->vdev_ishole)
2556                         break;
2557         }
2558         return (c);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Verify that vdev_add() works as expected.
2563  */
2564 /* ARGSUSED */
2565 void
2566 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2567 {
2568         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2569         spa_t *spa = ztest_spa;
2570         uint64_t leaves;
2571         uint64_t guid;
2572         nvlist_t *nvroot;
2573         int error;
2574
2575         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2576         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2577
2578         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2579
2580         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2581
2582         /*
2583          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2584          */
2585         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2586                 /*
2587                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2588                  */
2589                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2590
2591                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2592
2593                 /*
2594                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2595                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2596                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2597                  * grab a reference on the dataset which may cause
2598                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2599                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2600                  */
2601                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2602                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2603                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2604
2605                 if (error && error != EEXIST)
2606                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2607         } else {
2608                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2609
2610                 /*
2611                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2612                  */
2613                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2614                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2615                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2616                     zs->zs_mirrors, 1);
2617
2618                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2619                 nvlist_free(nvroot);
2620
2621                 if (error == ENOSPC)
2622                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2623                 else if (error != 0)
2624                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2625         }
2626
2627         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2632  */
2633 /* ARGSUSED */
2634 void
2635 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2636 {
2637         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2638         spa_t *spa = ztest_spa;
2639         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2640         spa_aux_vdev_t *sav;
2641         char *aux;
2642         char *path;
2643         uint64_t guid = 0;
2644         int error;
2645
2646         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2647
2648         if (ztest_random(2) == 0) {
2649                 sav = &spa->spa_spares;
2650                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2651         } else {
2652                 sav = &spa->spa_l2cache;
2653                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2654         }
2655
2656         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2657
2658         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2659
2660         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2661                 /*
2662                  * Pick a random device to remove.
2663                  */
2664                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2665         } else {
2666                 /*
2667                  * Find an unused device we can add.
2668                  */
2669                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2670                 for (;;) {
2671                         int c;
2672                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2673                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2674                             zs->zs_vdev_aux);
2675                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2676                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2677                                     path) == 0)
2678                                         break;
2679                         if (c == sav->sav_count &&
2680                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2681                                 break;
2682                         zs->zs_vdev_aux++;
2683                 }
2684         }
2685
2686         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2687
2688         if (guid == 0) {
2689                 /*
2690                  * Add a new device.
2691                  */
2692                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2693                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2694                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2695                 if (error != 0)
2696                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2697                 nvlist_free(nvroot);
2698         } else {
2699                 /*
2700                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2701                  * vdev state first to make sure we handle removal
2702                  * of devices that have pending state changes.
2703                  */
2704                 if (ztest_random(2) == 0)
2705                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2706
2707                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2708                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2709                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2710         }
2711
2712         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2713
2714         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2715 }
2716
2717 /*
2718  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2719  */
2720 /* ARGSUSED */
2721 void
2722 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2723 {
2724         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2725         spa_t *spa = ztest_spa;
2726         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2727         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2728         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2729         int error = 0;
2730
2731         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2732
2733         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2734         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2735                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2736                 return;
2737         }
2738
2739         /* clean up the old pool, if any */
2740         (void) spa_destroy("splitp");
2741
2742         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2743
2744         /* generate a config from the existing config */
2745         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2746         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2747             &tree) == 0);
2748         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2749
2750         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2751             &children) == 0);
2752
2753         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2754         for (c = 0; c < children; c++) {
2755                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2756                 nvlist_t **mchild;
2757                 uint_t mchildren;
2758
2759                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2760                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2761                             0) == 0);
2762                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2763                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2764                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2765                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2766                         if (lastlogid == 0)
2767                                 lastlogid = schildren;
2768                         ++schildren;
2769                         continue;
2770                 }
2771                 lastlogid = 0;
2772                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2773                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2774                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2775         }
2776
2777         /* OK, create a config that can be used to split */
2778         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2779         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2780             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2781         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2782             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2783
2784         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2785         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2786
2787         for (c = 0; c < schildren; c++)
2788                 nvlist_free(schild[c]);
2789         free(schild);
2790         nvlist_free(split);
2791
2792         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2793
2794         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2795         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2796         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2797
2798         nvlist_free(config);
2799
2800         if (error == 0) {
2801                 (void) printf("successful split - results:\n");
2802                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2803                 show_pool_stats(spa);
2804                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2805                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2806                 ++zs->zs_splits;
2807                 --zs->zs_mirrors;
2808         }
2809         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2810
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Verify that we can attach and detach devices.
2815  */
2816 /* ARGSUSED */
2817 void
2818 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2819 {
2820         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2821         spa_t *spa = ztest_spa;
2822         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2823         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2824         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2825         nvlist_t *root;
2826         uint64_t leaves;
2827         uint64_t leaf, top;
2828         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2829         uint64_t oldguid, pguid;
2830         uint64_t oldsize, newsize;
2831         char *oldpath, *newpath;
2832         int replacing;
2833         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2834         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2835         int oldvd_is_log;
2836         int error, expected_error;
2837
2838         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2839         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2840
2841         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2842         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2843
2844         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2845
2846         /*
2847          * Decide whether to do an attach or a replace.
2848          */
2849         replacing = ztest_random(2);
2850
2851         /*
2852          * Pick a random top-level vdev.
2853          */
2854         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2855
2856         /*
2857          * Pick a random leaf within it.
2858          */
2859         leaf = ztest_random(leaves);
2860
2861         /*
2862          * Locate this vdev.
2863          */
2864         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2865         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2866                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2867                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2868                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2869         }
2870         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2871                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2872                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2873                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2874         }
2875
2876         /*
2877          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2878          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2879          */
2880         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2881                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2882                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2883                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2884         }
2885
2886         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2887         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2888         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2889         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2890         pvd = oldvd->vdev_parent;
2891         pguid = pvd->vdev_guid;
2892
2893         /*
2894          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2895          */
2896         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2897                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2898                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2899                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2900                     error != ENOTSUP)
2901                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2902                 goto out;
2903         }
2904
2905         /*
2906          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2907          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2908          */
2909         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2910                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2911                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2912                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2913         } else {
2914                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
2915                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2916                     top * leaves + leaf);
2917                 if (ztest_random(2) == 0)
2918                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2919                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2920         }
2921
2922         if (newvd) {
2923                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2924         } else {
2925                 /*
2926                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2927                  * If it's smaller, the attach should fail.
2928                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2929                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2930                  */
2931                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2932         }
2933
2934         /*
2935          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2936          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2937          *
2938          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2939          *
2940          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2941          */
2942         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2943             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2944             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2945             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2946                 expected_error = ENOTSUP;
2947         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2948                 expected_error = ENOTSUP;
2949         else if (newvd == oldvd)
2950                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2951         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2952                 expected_error = EBUSY;
2953         else if (newsize < oldsize)
2954                 expected_error = EOVERFLOW;
2955         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2956                 expected_error = EDOM;
2957         else
2958                 expected_error = 0;
2959
2960         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2961
2962         /*
2963          * Build the nvlist describing newpath.
2964          */
2965         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2966             ashift, 0, 0, 0, 1);
2967
2968         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2969
2970         nvlist_free(root);
2971
2972         /*
2973          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2974          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2975          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2976          */
2977         if (expected_error == ENOTSUP &&
2978             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2979                 expected_error = error;
2980
2981         /*
2982          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2983          */
2984         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2985                 expected_error = error;
2986
2987         /* XXX workaround 6690467 */
2988         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2989                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2990                     "returned %d, expected %d",
2991                     oldpath, oldsize, newpath,
2992                     newsize, replacing, error, expected_error);
2993         }
2994 out:
2995         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2996
2997         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
2998         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3003  */
3004 vdev_t *
3005 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3006 {
3007         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3008         size_t *newsize = arg;
3009         size_t fsize;
3010         int fd;
3011
3012         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3013         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3014
3015         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3016                 return (vd);
3017
3018         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3019         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3020
3021         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3022                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3023                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3024         }
3025         (void) close(fd);
3026         return (NULL);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3031  */
3032 /* ARGSUSED */
3033 vdev_t *
3034 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3035 {
3036         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3037         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3038         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3039         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3040         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3041         int error;
3042
3043         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3044         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3045
3046         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3047         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3048         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3049         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3050
3051         /*
3052          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3053          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3054          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3055          */
3056         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3057                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3058                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3059                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3060                 }
3061                 return (vd);
3062         }
3063         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3064
3065         /*
3066          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3067          * still talking to the original vdev. It's possible this
3068          * vdev may have been detached/replaced while we were
3069          * trying to online it.
3070          */
3071         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3072                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3073                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3074                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3075                             "got gen %llu\n",
3076                             (u_longlong_t)guid,
3077                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3078                             (u_longlong_t)generation,
3079                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3080                 }
3081                 return (vd);
3082         }
3083         return (NULL);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3088  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3089  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3090  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3091  * leaf vdev we encounter.
3092  */
3093 vdev_t *
3094 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3095 {
3096         uint_t c;
3097
3098         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3099                 if (func == NULL)
3100                         return (vd);
3101                 else
3102                         return (func(vd, arg));
3103         }
3104
3105         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3106                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3107                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3108                         return (cvd);
3109         }
3110         return (NULL);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3115  */
3116 /* ARGSUSED */
3117 void
3118 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3119 {
3120         spa_t *spa = ztest_spa;
3121         vdev_t *vd, *tvd;
3122         metaslab_class_t *mc;
3123         metaslab_group_t *mg;
3124         size_t psize, newsize;
3125         uint64_t top;
3126         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3127
3128         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3129         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3130
3131         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3132
3133         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3134         mg = tvd->vdev_mg;
3135         mc = mg->mg_class;
3136         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3137         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3138
3139         /*
3140          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3141          * our top-level device.
3142          */
3143         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3144         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3145         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3146
3147         psize = vd->vdev_psize;
3148
3149         /*
3150          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3151          * original size, and it has a valid psize.
3152          */
3153         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3154             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3155                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3156                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3157                 return;
3158         }
3159         ASSERT(psize > 0);
3160         newsize = psize + psize / 8;
3161         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3162
3163         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3164                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3165                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3166         }
3167
3168         /*
3169          * Growing the vdev is a two step process:
3170          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3171          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3172          */
3173         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3174             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3175             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3176                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3177                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3178                             "the vdev configuration changed.\n");
3179                 }
3180                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3181                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3182                 return;
3183         }
3184
3185         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3186
3187         /*
3188          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3189          * thus we must wait for the async thread to complete any
3190          * pending tasks before proceeding.
3191          */
3192         for (;;) {
3193                 boolean_t done;
3194                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3195                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3196                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3197                 if (done)
3198                         break;
3199                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3200                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3201         }
3202
3203         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3204
3205         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3206         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3207         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3208
3209         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3210                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3211                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3212                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3213                 }
3214                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3215                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3216                 return;
3217         }
3218
3219         /*
3220          * Make sure we were able to grow the vdev.
3221          */
3222         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3223                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3224                     old_ms_count, new_ms_count);
3225
3226         /*
3227          * Make sure we were able to grow the pool.
3228          */
3229         if (new_class_space <= old_class_space)
3230                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3231                     old_class_space, new_class_space);
3232
3233         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3234                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3235
3236                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3237                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3238                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3239                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3240         }
3241
3242         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3243         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3244 }
3245
3246 /*
3247  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3248  */
3249 /* ARGSUSED */
3250 static void
3251 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3252 {
3253         /*
3254          * Create the objects common to all ztest datasets.
3255          */
3256         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3257             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3258 }
3259
3260 static int
3261 ztest_dataset_create(char *dsname)
3262 {
3263         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3264         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3265             ztest_objset_create_cb, NULL);
3266
3267         if (err || zilset < 80)
3268                 return (err);
3269
3270         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3271                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3272         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3273             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3274 }
3275
3276 /* ARGSUSED */
3277 static int
3278 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3279 {
3280         objset_t *os;
3281         dmu_object_info_t doi;
3282         int error;
3283
3284         /*
3285          * Verify that the dataset contains a directory object.
3286          */
3287         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3288         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3289         if (error != ENOENT) {
3290                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3291                 ASSERT0(error);
3292                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3293                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3294         }
3295         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3296
3297         /*
3298          * Destroy the dataset.
3299          */
3300         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3301                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3302         } else {
3303                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3304         }
3305         return (0);
3306 }
3307
3308 static boolean_t
3309 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3310 {
3311         char snapname[MAXNAMELEN];
3312         int error;
3313
3314         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3315
3316         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3317         if (error == ENOSPC) {
3318                 ztest_record_enospc(FTAG);
3319                 return (B_FALSE);
3320         }
3321         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3322                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3323                     snapname, error);
3324         }
3325         return (B_TRUE);
3326 }
3327
3328 static boolean_t
3329 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3330 {
3331         char snapname[MAXNAMELEN];
3332         int error;
3333
3334         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3335             (u_longlong_t)id);
3336
3337         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3338         if (error != 0 && error != ENOENT)
3339                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3340         return (B_TRUE);
3341 }
3342
3343 /* ARGSUSED */
3344 void
3345 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3346 {
3347         ztest_ds_t *zdtmp;
3348         int iters;
3349         int error;
3350         objset_t *os, *os2;
3351         char *name;
3352         zilog_t *zilog;
3353         int i;
3354
3355         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3356         name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3357
3358         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3359
3360         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3361             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3362
3363         /*
3364          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3365          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3366          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3367          */
3368         if (ztest_random(2) == 0 &&
3369             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3370                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3371                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3372                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3373                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3374         }
3375
3376         /*
3377          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3378          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3379          * and all of its snapshots.
3380          */
3381         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3382             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3383
3384         /*
3385          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3386          */
3387         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3388             FTAG, &os));
3389
3390         /*
3391          * Verify that we can create a new dataset.
3392          */
3393         error = ztest_dataset_create(name);
3394         if (error) {
3395                 if (error == ENOSPC) {
3396                         ztest_record_enospc(FTAG);
3397                         goto out;
3398                 }
3399                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3400         }
3401
3402         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3403
3404         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3405
3406         /*
3407          * Open the intent log for it.
3408          */
3409         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3410
3411         /*
3412          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3413          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3414          */
3415         iters = ztest_random(5);
3416         for (i = 0; i < iters; i++) {
3417                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3418                 if (ztest_random(iters) == 0)
3419                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3420         }
3421
3422         /*
3423          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3424          */
3425         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3426             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3427
3428         /*
3429          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3430          */
3431         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3432         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3433
3434         /*
3435          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3436          */
3437         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3438             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3439
3440         zil_close(zilog);
3441         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3442         ztest_zd_fini(zdtmp);
3443 out:
3444         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3445
3446         umem_free(name, MAXNAMELEN);
3447         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3452  */
3453 void
3454 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3455 {
3456         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3457         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3458         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3459         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3460 }
3461
3462 /*
3463  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3464  */
3465 void
3466 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3467 {
3468         char *snap1name;
3469         char *clone1name;
3470         char *snap2name;
3471         char *clone2name;
3472         char *snap3name;
3473         int error;
3474
3475         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3476         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3477         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3478         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3479         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3480
3481         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3482             osname, (u_longlong_t)id);
3483         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3484             osname, (u_longlong_t)id);
3485         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3486             clone1name, (u_longlong_t)id);
3487         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3488             osname, (u_longlong_t)id);
3489         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3490             clone1name, (u_longlong_t)id);
3491
3492         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3493         if (error && error != ENOENT)
3494                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3495         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3496         if (error && error != ENOENT)
3497                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3498         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3499         if (error && error != ENOENT)
3500                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3501         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3502         if (error && error != ENOENT)
3503                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3504         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3505         if (error && error != ENOENT)
3506                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3507
3508         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3509         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3510         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3511         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3512         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3517  */
3518 void
3519 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3520 {
3521         objset_t *os;
3522         char *snap1name;
3523         char *clone1name;
3524         char *snap2name;
3525         char *clone2name;
3526         char *snap3name;
3527         char *osname = zd->zd_name;
3528         int error;
3529
3530         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3531         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3532         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3533         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3534         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3535
3536         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3537
3538         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3539
3540         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3541             osname, (u_longlong_t)id);
3542         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3543             osname, (u_longlong_t)id);
3544         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3545             clone1name, (u_longlong_t)id);
3546         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3547             osname, (u_longlong_t)id);
3548         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3549             clone1name, (u_longlong_t)id);
3550
3551         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3552         if (error && error != EEXIST) {
3553                 if (error == ENOSPC) {
3554                         ztest_record_enospc(FTAG);
3555                         goto out;
3556                 }
3557                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3558         }
3559
3560         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3561         if (error) {
3562                 if (error == ENOSPC) {
3563                         ztest_record_enospc(FTAG);
3564                         goto out;
3565                 }
3566                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3567         }
3568
3569         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3570         if (error && error != EEXIST) {
3571                 if (error == ENOSPC) {
3572                         ztest_record_enospc(FTAG);
3573                         goto out;
3574                 }
3575                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3576         }
3577
3578         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3579         if (error && error != EEXIST) {
3580                 if (error == ENOSPC) {
3581                         ztest_record_enospc(FTAG);
3582                         goto out;
3583                 }
3584                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3585         }
3586
3587         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3588         if (error) {
3589                 if (error == ENOSPC) {
3590                         ztest_record_enospc(FTAG);
3591                         goto out;
3592                 }
3593                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3594         }
3595
3596         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3597         if (error)
3598                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3599         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3600         if (error == ENOSPC) {
3601                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3602                 ztest_record_enospc(FTAG);
3603                 goto out;
3604         }
3605         if (error != EBUSY)
3606                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3607                     error);
3608         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3609
3610 out:
3611         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3612
3613         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3614
3615         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3616         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3617         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3618         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3619         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3620 }
3621
3622 #undef OD_ARRAY_SIZE
3623 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3624
3625 /*
3626  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3627  */
3628 void
3629 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3630 {
3631         ztest_od_t *od;
3632         int batchsize;
3633         int size;
3634         int b;
3635
3636         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3637         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3638         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3639
3640         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3641                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3642
3643         /*
3644          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3645          * and do some I/O on the new objects.
3646          */
3647         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3648                 return;
3649
3650         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3651                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3652                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3653
3654         umem_free(od, size);
3655 }
3656
3657 #undef OD_ARRAY_SIZE
3658 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3659
3660 /*
3661  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3662  */
3663 void
3664 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3665 {
3666         int size;
3667         ztest_od_t *od;
3668
3669         objset_t *os = zd->zd_os;
3670         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3671         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3672         dmu_tx_t *tx;
3673         int i, freeit, error;
3674         uint64_t n, s, txg;
3675         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3676         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3677         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3678         uint64_t regions = 997;
3679         uint64_t stride = 123456789ULL;
3680         uint64_t width = 40;
3681         int free_percent = 5;
3682
3683         /*
3684          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3685          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3686          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3687          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3688          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3689          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3690          *
3691          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3692          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3693          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3694          *
3695          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3696          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3697          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3698          *
3699          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3700          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3701          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3702          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3703          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3704          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3705          */
3706
3707         /*
3708          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3709          */
3710         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3711         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3712
3713         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3714                 umem_free(od, size);
3715                 return;
3716         }
3717
3718         bigobj = od[0].od_object;
3719         packobj = od[1].od_object;
3720         chunksize = od[0].od_gen;
3721         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3722
3723         /*
3724          * Prefetch a random chunk of the big object.
3725          * Our aim here is to get some async reads in flight
3726          * for blocks that we may free below; the DMU should
3727          * handle this race correctly.
3728          */
3729         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3730         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3731         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3732             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3733
3734         /*
3735          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3736          */
3737         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3738         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3739
3740         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3741         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3742
3743         bigoff = n * chunksize;
3744         bigsize = s * chunksize;
3745
3746         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3747         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3748
3749         /*
3750          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3751          * overwriting it.
3752          */
3753         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3754
3755         /*
3756          * Read the current contents of our objects.
3757          */
3758         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3759             DMU_READ_PREFETCH);
3760         ASSERT0(error);
3761         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3762             DMU_READ_PREFETCH);
3763         ASSERT0(error);
3764
3765         /*
3766          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3767          */
3768         tx = dmu_tx_create(os);
3769
3770         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3771
3772         if (freeit)
3773                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3774         else
3775                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3776
3777         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3778         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3779
3780         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3781         if (txg == 0) {
3782                 umem_free(packbuf, packsize);
3783                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3784                 umem_free(od, size);
3785                 return;
3786         }
3787
3788         enum zio_checksum cksum;
3789         do {
3790                 cksum = (enum zio_checksum)
3791                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3792         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3793         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3794
3795         enum zio_compress comp;
3796         do {
3797                 comp = (enum zio_compress)
3798                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3799         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3800         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3801
3802         /*
3803          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3804          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3805          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3806          * with the new values we want to write out.
3807          */
3808         for (i = 0; i < s; i++) {
3809                 /* LINTED */
3810                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3811                 /* LINTED */
3812                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3813                 /* LINTED */
3814                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3815
3816                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3817                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3818
3819                 if (pack->bw_txg > txg)
3820                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3821                             pack->bw_txg, txg);
3822
3823                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3824                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3825                             pack->bw_index, n, i);
3826
3827                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3828                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3829
3830                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3831                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3832
3833                 if (freeit) {
3834                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3835                 } else {
3836                         pack->bw_index = n + i;
3837                         pack->bw_txg = txg;
3838                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3839                 }
3840                 *bigH = *pack;
3841                 *bigT = *pack;
3842         }
3843
3844         /*
3845          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3846          * Now write them out.
3847          */
3848         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3849
3850         if (freeit) {
3851                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3852                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3853                             " txg %llx\n",
3854                             (u_longlong_t)bigoff,
3855                             (u_longlong_t)bigsize,
3856                             (u_longlong_t)txg);
3857                 }
3858                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3859         } else {
3860                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3861                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3862                             " txg %llx\n",
3863                             (u_longlong_t)bigoff,
3864                             (u_longlong_t)bigsize,
3865                             (u_longlong_t)txg);
3866                 }
3867                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3868         }
3869
3870         dmu_tx_commit(tx);
3871
3872         /*
3873          * Sanity check the stuff we just wrote.
3874          */
3875         {
3876                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3877                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3878
3879                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3880                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3881                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3882                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3883
3884                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3885                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3886
3887                 umem_free(packcheck, packsize);
3888                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3889         }
3890
3891         umem_free(packbuf, packsize);
3892         umem_free(bigbuf, bigsize);
3893         umem_free(od, size);
3894 }
3895
3896 void
3897 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3898     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3899 {
3900         uint64_t i;
3901         bufwad_t *pack;
3902         bufwad_t *bigH;
3903         bufwad_t *bigT;
3904
3905         /*
3906          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3907          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3908          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3909          * with the new values we want to write out.
3910          */
3911         for (i = 0; i < s; i++) {
3912                 /* LINTED */
3913                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3914                 /* LINTED */
3915                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3916                 /* LINTED */
3917                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3918
3919                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3920                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3921
3922                 if (pack->bw_txg > txg)
3923                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3924                             pack->bw_txg, txg);
3925
3926                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3927                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3928                             pack->bw_index, n, i);
3929
3930                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3931                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3932
3933                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3934                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3935
3936                 pack->bw_index = n + i;
3937                 pack->bw_txg = txg;
3938                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3939
3940                 *bigH = *pack;
3941                 *bigT = *pack;
3942         }
3943 }
3944
3945 #undef OD_ARRAY_SIZE
3946 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3947
3948 void
3949 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3950 {
3951         objset_t *os = zd->zd_os;
3952         ztest_od_t *od;
3953         dmu_tx_t *tx;
3954         uint64_t i;
3955         int error;
3956         int size;
3957         uint64_t n, s, txg;
3958         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3959         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3960         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3961         uint64_t chunksize = blocksize;
3962         uint64_t regions = 997;
3963         uint64_t stride = 123456789ULL;
3964         uint64_t width = 9;
3965         dmu_buf_t *bonus_db;
3966         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3967         dmu_object_info_t doi;
3968
3969         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3970         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3971
3972         /*
3973          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3974          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3975          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3976          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3977          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3978          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3979          *
3980          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3981          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3982          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3983          *
3984          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3985          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3986          */
3987
3988         /*
3989          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3990          */
3991         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3992         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3993
3994
3995         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3996                 umem_free(od, size);
3997                 return;
3998         }
3999
4000         bigobj = od[0].od_object;
4001         packobj = od[1].od_object;
4002         blocksize = od[0].od_blocksize;
4003         chunksize = blocksize;
4004         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4005
4006         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4007         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4008         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4009         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4010
4011         /*
4012          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4013          */
4014         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4015         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4016
4017         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4018         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4019
4020         bigoff = n * chunksize;
4021         bigsize = s * chunksize;
4022
4023         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4024         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4025
4026         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4027
4028         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4029
4030         /*
4031          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4032          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4033          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4034          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4035          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4036          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4037          * Iteration 6 one more zcopy write.
4038          */
4039         for (i = 0; i < 7; i++) {
4040                 uint64_t j;
4041                 uint64_t off;
4042
4043                 /*
4044                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4045                  * that don't match bigobj blksz to test
4046                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4047                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4048                  */
4049                 for (j = 0; j < s; j++) {
4050                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4051                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4052                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4053                         } else {
4054                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4055                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4056                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4057                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4058                         }
4059                 }
4060
4061                 /*
4062                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4063                  */
4064                 tx = dmu_tx_create(os);
4065
4066                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4067                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4068
4069                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4070                 if (txg == 0) {
4071                         umem_free(packbuf, packsize);
4072                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4073                         for (j = 0; j < s; j++) {
4074                                 if (i != 5 ||
4075                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4076                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4077                                 } else {
4078                                         dmu_return_arcbuf(
4079                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4080                                         dmu_return_arcbuf(
4081                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4082                                 }
4083                         }
4084                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4085                         umem_free(od, size);
4086                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4087                         return;
4088                 }
4089
4090                 /*
4091                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4092                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4093                  * existing dbufs for the specified offsets.
4094                  */
4095                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4096                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4097                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4098                         ASSERT0(error);
4099                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4100                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4101                         ASSERT0(error);
4102                 }
4103                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4104                     n, chunksize, txg);
4105
4106                 /*
4107                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4108                  * Now write them out.
4109                  */
4110                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4111                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4112                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4113                             " txg %llx\n",
4114                             (u_longlong_t)bigoff,
4115                             (u_longlong_t)bigsize,
4116                             (u_longlong_t)txg);
4117                 }
4118                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4119                         dmu_buf_t *dbt;
4120                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4121                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4122                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4123                         } else {
4124                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4125                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4126                                     chunksize / 2);
4127                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4128                                     chunksize / 2,
4129                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4130                                     chunksize / 2);
4131                         }
4132
4133                         if (i == 1) {
4134                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4135                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4136                         }
4137                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4138                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4139                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4140                         } else {
4141                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4142                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4143                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4144                                     off + chunksize / 2,
4145                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4146                         }
4147                         if (i == 1) {
4148                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4149                         }
4150                 }
4151                 dmu_tx_commit(tx);
4152
4153                 /*
4154                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4155                  */
4156                 {
4157                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4158                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4159
4160                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4161                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4162                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4163                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4164
4165                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4166                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4167
4168                         umem_free(packcheck, packsize);
4169                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4170                 }
4171                 if (i == 2) {
4172                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4173                 } else if (i == 3) {
4174                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4175                 }
4176         }
4177
4178         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4179         umem_free(packbuf, packsize);
4180         umem_free(bigbuf, bigsize);
4181         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4182         umem_free(od, size);
4183 }
4184
4185 /* ARGSUSED */
4186 void
4187 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4188 {
4189         ztest_od_t *od;
4190
4191         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4192         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4193             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4194
4195         /*
4196          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4197          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4198          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4199          */
4200         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4201
4202         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4203                 return;
4204
4205         while (ztest_random(10) != 0)
4206                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4207
4208         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4209 }
4210
4211 void
4212 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4213 {
4214         ztest_od_t *od;
4215         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4216             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4217         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4218         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4219         void *data;
4220
4221         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4222
4223         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4224
4225         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4226             !ztest_random(2)) != 0) {
4227                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4228                 return;
4229         }
4230
4231         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4232                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4233                 return;
4234         }
4235
4236         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4237
4238         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4239
4240         while (ztest_random(count) != 0) {
4241                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4242                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4243                     data) != 0)
4244                         break;
4245                 while (ztest_random(4) != 0)
4246                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4247         }
4248
4249         umem_free(data, blocksize);
4250         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4251 }
4252
4253 /*
4254  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4255  */
4256 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4257 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4258 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4259
4260 void
4261 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4262 {
4263         objset_t *os = zd->zd_os;
4264         ztest_od_t *od;
4265         uint64_t object;
4266         uint64_t txg, last_txg;
4267         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4268         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4269         int i, ints;
4270         dmu_tx_t *tx;
4271         char propname[100], txgname[100];
4272         int error;
4273         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4274
4275         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4276         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4277
4278         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4279                         !ztest_random(2)) != 0)
4280                 goto out;
4281
4282         object = od->od_object;
4283
4284         /*
4285          * Generate a known hash collision, and verify that
4286          * we can lookup and remove both entries.
4287          */
4288         tx = dmu_tx_create(os);
4289         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4290         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4291         if (txg == 0)
4292                 goto out;
4293         for (i = 0; i < 2; i++) {
4294                 value[i] = i;
4295                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4296                     1, &value[i], tx));
4297         }
4298         for (i = 0; i < 2; i++) {
4299                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4300                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4301                 VERIFY3U(0, ==,
4302                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4303                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4304                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4305         }
4306         for (i = 0; i < 2; i++) {
4307                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4308         }
4309         dmu_tx_commit(tx);
4310
4311         /*
4312          * Generate a buch of random entries.
4313          */
4314         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4315
4316         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4317         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4318         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4319         bzero(value, sizeof (value));
4320         last_txg = 0;
4321
4322         /*
4323          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4324          */
4325         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4326         if (error == 0) {
4327                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4328                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4329
4330                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4331                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4332
4333                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4334                     &zl_ints) == 0);
4335
4336                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4337                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4338
4339                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4340                     zl_ints, value) == 0);
4341
4342                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4343                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4344                 }
4345         } else {
4346                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4347         }
4348
4349         /*
4350          * Atomically update two entries in our zap object.
4351          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4352          * in which the property was last updated.  The second
4353          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4354          * should be txg + object + n.
4355          */
4356         tx = dmu_tx_create(os);
4357         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4358         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4359         if (txg == 0)
4360                 goto out;
4361
4362         if (last_txg > txg)
4363                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4364
4365         for (i = 0; i < ints; i++)
4366                 value[i] = txg + object + i;
4367
4368         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4369             1, &txg, tx));
4370         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4371             ints, value, tx));
4372
4373         dmu_tx_commit(tx);
4374
4375         /*
4376          * Remove a random pair of entries.
4377          */
4378         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4379         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4380         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4381
4382         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4383
4384         if (error == ENOENT)
4385                 goto out;
4386
4387         ASSERT0(error);
4388
4389         tx = dmu_tx_create(os);
4390         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4391         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4392         if (txg == 0)
4393                 goto out;
4394         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4395         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4396         dmu_tx_commit(tx);
4397 out:
4398         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4399 }
4400
4401 /*
4402  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4403  */
4404 void
4405 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4406 {
4407         objset_t *os = zd->zd_os;
4408         ztest_od_t *od;
4409         uint64_t object, txg;
4410         int i;
4411
4412         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4413         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4414
4415         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4416                                 !ztest_random(2)) != 0)
4417                 goto out;
4418         object = od->od_object;
4419
4420         /*
4421          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4422          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4423          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4424          */
4425         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4426                 char name[MAXNAMELEN];
4427                 uint64_t value = i;
4428                 dmu_tx_t *tx;
4429                 int error;
4430
4431                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4432                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4433
4434                 tx = dmu_tx_create(os);
4435                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4436                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4437                 if (txg == 0)
4438                         goto out;
4439                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4440                     &value, tx);
4441                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4442                 dmu_tx_commit(tx);
4443         }
4444 out:
4445         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4446 }
4447
4448 /* ARGSUSED */
4449 void
4450 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4451 {
4452         objset_t *os = zd->zd_os;
4453         ztest_od_t *od;
4454         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4455         dmu_tx_t *tx;
4456         int i, namelen, error;
4457         int micro = ztest_random(2);
4458         char name[20], string_value[20];
4459         void *data;
4460
4461         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4462         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4463
4464         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4465                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4466                 return;
4467         }
4468
4469         object = od->od_object;
4470
4471         /*
4472          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4473          * x is a random printable character and the dots are dots.
4474          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4475          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4476          */
4477         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4478
4479         for (i = 0; i < 3; i++)
4480                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4481         for (; i < namelen - 1; i++)
4482                 name[i] = '.';
4483         name[i] = '\0';
4484
4485         if ((namelen & 1) || micro) {
4486                 wsize = sizeof (txg);
4487                 wc = 1;
4488                 data = &txg;
4489         } else {
4490                 wsize = 1;
4491                 wc = namelen;
4492                 data = string_value;
4493         }
4494
4495         count = -1ULL;
4496         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4497         ASSERT(count != -1ULL);
4498
4499         /*
4500          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4501          */
4502         i = ztest_random(5);
4503
4504         if (i >= 2) {
4505                 tx = dmu_tx_create(os);
4506                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4507                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4508                 if (txg == 0)
4509                         return;
4510                 bcopy(name, string_value, namelen);
4511         } else {
4512                 tx = NULL;
4513                 txg = 0;
4514                 bzero(string_value, namelen);
4515         }
4516
4517         switch (i) {
4518
4519         case 0:
4520                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4521                 if (error == 0) {
4522                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4523                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4524                 } else {
4525                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4526                 }
4527                 break;
4528
4529         case 1:
4530                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4531                 if (error == 0) {
4532                         if (data == string_value &&
4533                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4534                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4535                                     name, data, namelen);
4536                 } else {
4537                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4538                 }
4539                 break;
4540
4541         case 2:
4542                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4543                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4544                 break;
4545
4546         case 3:
4547                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4548                 break;
4549
4550         case 4:
4551                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4552                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4553                 break;
4554         }
4555
4556         if (tx != NULL)
4557                 dmu_tx_commit(tx);
4558
4559         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4560 }
4561
4562 /*
4563  * Commit callback data.
4564  */
4565 typedef struct ztest_cb_data {
4566         list_node_t             zcd_node;
4567         uint64_t                zcd_txg;
4568         int                     zcd_expected_err;
4569         boolean_t               zcd_added;
4570         boolean_t               zcd_called;
4571         spa_t                   *zcd_spa;
4572 } ztest_cb_data_t;
4573
4574 /* This is the actual commit callback function */
4575 static void
4576 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4577 {
4578         ztest_cb_data_t *data = arg;
4579         uint64_t synced_txg;
4580
4581         VERIFY(data != NULL);
4582         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4583         VERIFY(!data->zcd_called);
4584
4585         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4586         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4587                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4588                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4589                     synced_txg);
4590
4591         data->zcd_called = B_TRUE;
4592
4593         if (error == ECANCELED) {
4594                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4595                 ASSERT(!data->zcd_added);
4596
4597                 /*
4598                  * The private callback data should be destroyed here, but
4599                  * since we are going to check the zcd_called field after
4600                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4601                  */
4602                 return;
4603         }
4604
4605         ASSERT(data->zcd_added);
4606         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4607
4608         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4609
4610         /* See if this cb was called more quickly */
4611         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4612                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4613
4614         /* Remove our callback from the list */
4615         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4616
4617         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4618
4619         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4620 }
4621
4622 /* Allocate and initialize callback data structure */
4623 static ztest_cb_data_t *
4624 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4625 {
4626         ztest_cb_data_t *cb_data;
4627
4628         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4629
4630         cb_data->zcd_txg = txg;
4631         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4632         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4633
4634         return (cb_data);
4635 }
4636
4637 /*
4638  * Commit callback test.
4639  */
4640 void
4641 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4642 {
4643         objset_t *os = zd->zd_os;
4644         ztest_od_t *od;
4645         dmu_tx_t *tx;
4646         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4647         uint64_t old_txg, txg;
4648         int i, error = 0;
4649
4650         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4651         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4652
4653         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4654                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4655                 return;
4656         }
4657
4658         tx = dmu_tx_create(os);
4659
4660         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4661         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4662
4663         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4664
4665         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4666         if (ztest_random(100) == 0)
4667                 error = -1;
4668
4669         if (!error)
4670                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4671
4672         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4673
4674         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4675         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4676         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4677
4678         if (error) {
4679                 /*
4680                  * It's not a strict requirement to call the registered
4681                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4682                  * it's supposed to happen in the current implementation
4683                  * so we will check for that.
4684                  */
4685                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4686                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4687                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4688                 }
4689
4690                 dmu_tx_abort(tx);
4691
4692                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4693                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4694                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4695                 }
4696
4697                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4698                 return;
4699         }
4700
4701         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4702         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4703
4704         /*
4705          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4706          */
4707         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4708             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4709
4710         if (old_txg > txg)
4711                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4712                     old_txg, txg);
4713
4714         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4715
4716         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4717
4718         /*
4719          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4720          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4721          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4722          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4723          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4724          * implementation.
4725          *
4726          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4727          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4728          * implementation bug..
4729          */
4730         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4731         if (tmp_cb != NULL &&
4732             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4733                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4734                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4735         }
4736
4737         /*
4738          * Let's find the place to insert our callbacks.
4739          *
4740          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4741          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4742          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4743          * (from other objsets) may have sneaked in.
4744          */
4745         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4746         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4747                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4748
4749         /* Add the 3 callbacks to the list */
4750         for (i = 0; i < 3; i++) {
4751                 if (tmp_cb == NULL)
4752                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4753                 else
4754                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4755                             cb_data[i]);
4756
4757                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4758                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4759
4760                 tmp_cb = cb_data[i];
4761         }
4762
4763         zc_cb_counter += 3;
4764
4765         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4766
4767         dmu_tx_commit(tx);
4768
4769         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4770 }
4771
4772 /* ARGSUSED */
4773 void
4774 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4775 {
4776         zfs_prop_t proplist[] = {
4777                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4778                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4779                 ZFS_PROP_COPIES,
4780                 ZFS_PROP_DEDUP
4781         };
4782         int p;
4783
4784         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4785
4786         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4787                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4788                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4789
4790         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
4791             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
4792
4793         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4794 }
4795
4796 /* ARGSUSED */
4797 void
4798 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4799 {
4800         nvlist_t *props = NULL;
4801
4802         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4803
4804         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4805             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4806
4807         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4808
4809         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4810                 dump_nvlist(props, 4);
4811
4812         nvlist_free(props);
4813
4814         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4815 }
4816
4817 static int
4818 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4819 {
4820         nvlist_t *snaps, *holds;
4821         int error;
4822
4823         snaps = fnvlist_alloc();
4824         holds = fnvlist_alloc();
4825         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4826         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4827         fnvlist_free(holds);
4828         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4829         fnvlist_free(snaps);
4830         return (error);
4831 }
4832
4833 /*
4834  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4835  */
4836 void
4837 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4838 {
4839         int error;
4840         objset_t *os = zd->zd_os;
4841         objset_t *origin;
4842         char snapname[100];
4843         char fullname[100];
4844         char clonename[100];
4845         char tag[100];
4846         char osname[MAXNAMELEN];
4847         nvlist_t *holds;
4848
4849         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4850
4851         dmu_objset_name(os, osname);
4852
4853         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
4854             (u_longlong_t)id);
4855         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4856         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4857             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4858         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
4859
4860         /*
4861          * Clean up from any previous run.
4862          */
4863         error = dsl_destroy_head(clonename);
4864         if (error != ENOENT)
4865                 ASSERT0(error);
4866         error = user_release_one(fullname, tag);
4867         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4868                 ASSERT0(error);
4869         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4870         if (error != ENOENT)
4871                 ASSERT0(error);
4872
4873         /*
4874          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4875          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4876          */
4877         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4878         if (error) {
4879                 if (error == ENOSPC) {
4880                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4881                         goto out;
4882                 }
4883                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4884         }
4885
4886         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4887         if (error) {
4888                 if (error == ENOSPC) {
4889                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4890                         goto out;
4891                 }
4892                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4893         }
4894
4895         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4896         if (error) {
4897                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4898                     fullname, error);
4899         }
4900
4901         error = dsl_destroy_head(clonename);
4902         if (error)
4903                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4904
4905         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4906         if (error != ENOENT)
4907                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4908
4909         /*
4910          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4911          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4912          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4913          */
4914         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4915         if (error) {
4916                 if (error == ENOSPC) {
4917                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4918                         goto out;
4919                 }
4920                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4921         }
4922
4923         holds = fnvlist_alloc();
4924         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4925         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4926         fnvlist_free(holds);
4927
4928         if (error == ENOSPC) {
4929                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4930                 goto out;
4931         } else if (error) {
4932                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4933                     fullname, tag, error);
4934         }
4935
4936         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4937         if (error != EBUSY) {
4938                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4939                     fullname, error);
4940         }
4941
4942         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4943         if (error) {
4944                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4945                     fullname, error);
4946         }
4947
4948         error = user_release_one(fullname, tag);
4949         if (error)
4950                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4951
4952         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4953
4954 out:
4955         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Inject random faults into the on-disk data.
4960  */
4961 /* ARGSUSED */
4962 void
4963 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4964 {
4965         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4966         spa_t *spa = ztest_spa;
4967         int fd;
4968         uint64_t offset;
4969         uint64_t leaves;
4970         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
4971         uint64_t top, leaf;
4972         char *path0;
4973         char *pathrand;
4974         size_t fsize;
4975         int bshift = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT + 2; /* don't scrog all labels */
4976         int iters = 1000;
4977         int maxfaults;
4978         int mirror_save;
4979         vdev_t *vd0 = NULL;
4980         uint64_t guid0 = 0;
4981         boolean_t islog = B_FALSE;
4982
4983         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4984         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4985
4986         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4987         maxfaults = MAXFAULTS();
4988         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4989         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4990         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4991
4992         ASSERT(leaves >= 1);
4993
4994         /*
4995          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4996          * which don't like to have their vdevs changed while
4997          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4998          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4999          */
5000         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5001
5002         /*
5003          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5004          */
5005         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5006
5007         if (ztest_random(2) == 0) {
5008                 /*
5009                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5010                  */
5011                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5012                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5013
5014                 /*
5015                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5016                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5017                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5018                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5019                  */
5020                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5021                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5022                     top * leaves + zs->zs_splits);
5023                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5024                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5025                     top * leaves + leaf);
5026
5027                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5028                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5029                         islog = B_TRUE;
5030
5031                 /*
5032                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5033                  * then we only allow faults on the device that is
5034                  * resilvering.
5035                  */
5036                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5037                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5038                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5039                         /*
5040                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5041                          * or unwriteable, or reach behind its back
5042                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5043                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5044                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5045                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5046                          * combination of this with injection of random data
5047                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5048                          */
5049                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5050
5051                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5052                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5053                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5054                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5055                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5056                         } else {
5057                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5058                         }
5059                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5060                 }
5061         } else {
5062                 /*
5063                  * Inject errors on an l2cache device.
5064                  */
5065                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5066
5067                 if (sav->sav_count == 0) {
5068                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5069                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5070                         goto out;
5071                 }
5072                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5073                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5074                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5075                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5076
5077                 leaf = 0;
5078                 leaves = 1;
5079                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5080         }
5081
5082         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5083         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5084
5085         /*
5086          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5087          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5088          */
5089         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5090                 if (ztest_random(10) < 6) {
5091                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5092                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5093
5094                         /*
5095                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5096                          * prevent a race between offlining a slog and
5097                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5098                          * grab a reference on the dataset which may cause
5099                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5100                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5101                          */
5102                         if (islog)
5103                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5104
5105                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5106
5107                         if (islog)
5108                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5109                 } else {
5110                         /*
5111                          * Ideally we would like to be able to randomly
5112                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5113                          * to force unpredictable failures but the side
5114                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5115                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5116                          * prevent a race between injection testing and
5117                          * aux_vdev removal.
5118                          */
5119                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5120                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5121                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5122                 }
5123         }
5124
5125         if (maxfaults == 0)
5126                 goto out;
5127
5128         /*
5129          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5130          */
5131         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5132
5133         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5134                 goto out;
5135
5136         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5137
5138         while (--iters != 0) {
5139                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5140                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5141                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5142
5143                 if (offset >= fsize)
5144                         continue;
5145
5146                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5147                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5148                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5149                         (void) close(fd);
5150                         goto out;
5151                 }
5152
5153                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5154                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5155                             offset, pathrand);
5156
5157                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5158
5159                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5160                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5161                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5162         }
5163
5164         (void) close(fd);
5165 out:
5166         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5167         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5168 }
5169
5170 /*
5171  * Verify that DDT repair works as expected.
5172  */
5173 void
5174 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5175 {
5176         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5177         spa_t *spa = ztest_spa;
5178         objset_t *os = zd->zd_os;
5179         ztest_od_t *od;
5180         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5181         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5182         dmu_buf_t *db;
5183         dmu_tx_t *tx;
5184         void *buf;
5185         blkptr_t blk;
5186         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5187         int i;
5188
5189         blocksize = ztest_random_blocksize();
5190         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5191
5192         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5193         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5194
5195         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5196                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5197                 return;
5198         }
5199
5200         /*
5201          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5202          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5203          */
5204         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5205
5206         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5207             B_FALSE) != 0 ||
5208             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5209             B_FALSE) != 0) {
5210                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5211                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5212                 return;
5213         }
5214
5215         object = od[0].od_object;
5216         blocksize = od[0].od_blocksize;
5217         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5218
5219         ASSERT(object != 0);
5220
5221         tx = dmu_tx_create(os);
5222         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5223         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5224         if (txg == 0) {
5225                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5226                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5227                 return;
5228         }
5229
5230         /*
5231          * Write all the copies of our block.
5232          */
5233         for (i = 0; i < copies; i++) {
5234                 uint64_t offset = i * blocksize;
5235                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5236                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5237                 if (error != 0) {
5238                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5239                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5240                 }
5241                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5242                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5243                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5244                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5245                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5246                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5247                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5248         }
5249
5250         dmu_tx_commit(tx);
5251         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5252
5253         /*
5254          * Find out what block we got.
5255          */
5256         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5257             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5258         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5259         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5260
5261         /*
5262          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5263          */
5264         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5265         buf = zio_buf_alloc(psize);
5266         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5267
5268         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5269             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5270             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5271
5272         zio_buf_free(buf, psize);
5273
5274         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5275         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5276 }
5277
5278 /*
5279  * Scrub the pool.
5280  */
5281 /* ARGSUSED */
5282 void
5283 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5284 {
5285         spa_t *spa = ztest_spa;
5286
5287         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5288         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5289         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5290 }
5291
5292 /*
5293  * Change the guid for the pool.
5294  */
5295 /* ARGSUSED */
5296 void
5297 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5298 {
5299         spa_t *spa = ztest_spa;
5300         uint64_t orig, load;
5301         int error;
5302
5303         orig = spa_guid(spa);
5304         load = spa_load_guid(spa);
5305
5306         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5307         error = spa_change_guid(spa);
5308         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5309
5310         if (error != 0)
5311                 return;
5312
5313         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5314                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5315                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5316         }
5317
5318         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5319         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5320 }
5321
5322 /*
5323  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5324  */
5325 /* ARGSUSED */
5326 void
5327 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5328 {
5329         char *oldname, *newname;
5330         spa_t *spa;
5331
5332         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5333
5334         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5335         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5336         (void) strcpy(newname, oldname);
5337         (void) strcat(newname, "_tmp");
5338
5339         /*
5340          * Do the rename
5341          */
5342         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5343
5344         /*
5345          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5346          */
5347         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5348
5349         /*
5350          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5351          */
5352         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5353
5354         ASSERT(spa == ztest_spa);
5355         spa_close(spa, FTAG);
5356
5357         /*
5358          * Rename it back to the original
5359          */
5360         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5361
5362         /*
5363          * Make sure it can still be opened
5364          */
5365         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5366
5367         ASSERT(spa == ztest_spa);
5368         spa_close(spa, FTAG);
5369
5370         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5371
5372         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5373 }
5374
5375 static int
5376 ztest_check_path(char *path)
5377 {
5378         struct stat s;
5379         /* return true on success */
5380         return (!stat(path, &s));
5381 }
5382
5383 static void
5384 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
5385 {
5386         char *zdb_path;
5387         /*
5388          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
5389          * let popen to search through PATH.
5390          */
5391         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
5392                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
5393                 if (!ztest_check_path(bin)) {
5394                         ztest_dump_core = 0;
5395                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
5396                 }
5397                 return;
5398         }
5399
5400         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5401         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
5402                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5403                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5404                 if (ztest_check_path(bin))
5405                         return;
5406         }
5407         strcpy(bin, "zdb");
5408 }
5409
5410 /*
5411  * Verify pool integrity by running zdb.
5412  */
5413 static void
5414 ztest_run_zdb(char *pool)
5415 {
5416         int status;
5417         char *bin;
5418         char *zdb;
5419         char *zbuf;
5420         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
5421         FILE *fp;
5422
5423         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5424         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5425         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5426
5427         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
5428
5429         (void) sprintf(zdb,
5430             "%s -bcc%s%s -d -U %s %s",
5431             bin,
5432             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5433             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5434             spa_config_path,
5435             pool);
5436
5437         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5438                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5439
5440         fp = popen(zdb, "r");
5441
5442         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5443                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5444                         (void) printf("%s", zbuf);
5445
5446         status = pclose(fp);
5447
5448         if (status == 0)
5449                 goto out;
5450
5451         ztest_dump_core = 0;
5452         if (WIFEXITED(status))
5453                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5454         else
5455                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5456 out:
5457         umem_free(bin, len);
5458         umem_free(zdb, len);
5459         umem_free(zbuf, 1024);
5460 }
5461
5462 static void
5463 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5464 {
5465         spa_t *spa = NULL;
5466
5467         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5468                 (void) printf("%s\n", header);
5469
5470         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5471         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5472                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5473                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5474         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5475 }
5476
5477 static void
5478 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5479 {
5480         nvlist_t *config, *newconfig;
5481         uint64_t pool_guid;
5482         spa_t *spa;
5483         int error;
5484
5485         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5486                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5487                     oldname, newname);
5488         }
5489
5490         /*
5491          * Clean up from previous runs.
5492          */
5493         (void) spa_destroy(newname);
5494
5495         /*
5496          * Get the pool's configuration and guid.
5497          */
5498         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5499
5500         /*
5501          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5502          */
5503         if (ztest_random(2) == 0)
5504                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5505
5506         pool_guid = spa_guid(spa);
5507         spa_close(spa, FTAG);
5508
5509         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5510
5511         /*
5512          * Export it.
5513          */
5514         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5515
5516         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5517
5518         /*
5519          * Try to import it.
5520          */
5521         newconfig = spa_tryimport(config);
5522         ASSERT(newconfig != NULL);
5523         nvlist_free(newconfig);
5524
5525         /*
5526          * Import it under the new name.
5527          */
5528         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5529         if (error != 0) {
5530                 dump_nvlist(config, 0);
5531                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5532                     oldname, newname, error);
5533         }
5534
5535         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5536
5537         /*
5538          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5539          */
5540         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5541
5542         /*
5543          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5544          */
5545         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5546
5547         /*
5548          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5549          */
5550         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5551
5552         /*
5553          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5554          */
5555         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5556         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5557         spa_close(spa, FTAG);
5558
5559         nvlist_free(config);
5560 }
5561
5562 static void
5563 ztest_resume(spa_t *spa)
5564 {
5565         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5566                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5567         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5568         vdev_clear(spa, NULL);
5569         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5570         (void) zio_resume(spa);
5571 }
5572
5573 static void *
5574 ztest_resume_thread(void *arg)
5575 {
5576         spa_t *spa = arg;
5577
5578         while (!ztest_exiting) {
5579                 if (spa_suspended(spa))
5580                         ztest_resume(spa);
5581                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5582         }
5583
5584         thread_exit();
5585
5586         return (NULL);
5587 }
5588
5589 #define GRACE   300
5590
5591 #if 0
5592 static void
5593 ztest_deadman_alarm(int sig)
5594 {
5595         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
5596 }
5597 #endif
5598
5599 static void
5600 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5601 {
5602         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5603         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5604         hrtime_t functime = gethrtime();
5605         int i;
5606
5607         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5608                 zi->zi_func(zd, id);
5609
5610         functime = gethrtime() - functime;
5611
5612         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5613         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5614
5615         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5616                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5617                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
5618 }
5619
5620 static void *
5621 ztest_thread(void *arg)
5622 {
5623         int rand;
5624         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5625         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5626         uint64_t call_next;
5627         hrtime_t now;
5628         ztest_info_t *zi;
5629         ztest_shared_callstate_t *zc;
5630
5631         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5632                 /*
5633                  * See if it's time to force a crash.
5634                  */
5635                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5636                         ztest_kill(zs);
5637
5638                 /*
5639                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5640                  */
5641                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5642                         break;
5643
5644                 /*
5645                  * Pick a random function to execute.
5646                  */
5647                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5648                 zi = &ztest_info[rand];
5649                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5650                 call_next = zc->zc_next;
5651
5652                 if (now >= call_next &&
5653                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5654                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5655                         ztest_execute(rand, zi, id);
5656                 }
5657         }
5658
5659         thread_exit();
5660
5661         return (NULL);
5662 }
5663
5664 static void
5665 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5666 {
5667         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5668 }
5669
5670 static void
5671 ztest_dataset_destroy(int d)
5672 {
5673         char name[MAXNAMELEN];
5674         int t;
5675
5676         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5677
5678         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5679                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5680
5681         /*
5682          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5683          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5684          * so there may be more than one thing to clean up.
5685          */
5686         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5687             t += ztest_opts.zo_datasets)
5688                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5689
5690         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5691             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5692 }
5693
5694 static void
5695 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5696 {
5697         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5698
5699         /*
5700          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5701          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5702          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5703          * If not, we have an object leak.
5704          *
5705          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5706          * when the open-context and syncing-context values agree.
5707          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5708          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5709          */
5710         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5711         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5712         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5713 }
5714
5715 static int
5716 ztest_dataset_open(int d)
5717 {
5718         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5719         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5720         objset_t *os;
5721         zilog_t *zilog;
5722         char name[MAXNAMELEN];
5723         int error;
5724
5725         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5726
5727         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5728
5729         error = ztest_dataset_create(name);
5730         if (error == ENOSPC) {
5731                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5732                 ztest_record_enospc(FTAG);
5733                 return (error);
5734         }
5735         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5736
5737         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5738         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5739
5740         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5741
5742         zilog = zd->zd_zilog;
5743
5744         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5745             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5746                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5747                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5748
5749         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5750
5751         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5752
5753         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5754
5755         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5756                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5757                     zd->zd_name,
5758                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5759                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5760                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5761
5762         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5763
5764         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5765             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5766                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5767                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5768
5769         return (0);
5770 }
5771
5772 static void
5773 ztest_dataset_close(int d)
5774 {
5775         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5776
5777         zil_close(zd->zd_zilog);
5778         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5779
5780         ztest_zd_fini(zd);
5781 }
5782
5783 /*
5784  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5785  */
5786 static void
5787 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5788 {
5789         kt_did_t *tid;
5790         spa_t *spa;
5791         objset_t *os;
5792         kthread_t *resume_thread;
5793         uint64_t object;
5794         int error;
5795         int t, d;
5796
5797         ztest_exiting = B_FALSE;
5798
5799         /*
5800          * Initialize parent/child shared state.
5801          */
5802         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5803         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5804
5805         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5806         zs->zs_thread_stop =
5807             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5808         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5809         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5810         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5811                 zs->zs_thread_kill -=
5812                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5813         }
5814
5815         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5816
5817         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5818             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5819
5820         /*
5821          * Open our pool.
5822          */
5823         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5824         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5825         spa->spa_debug = B_TRUE;
5826         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5827         ztest_spa = spa;
5828
5829         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5830             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5831         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5832         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5833
5834         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5835
5836         /*
5837          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5838          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5839          * the only valid replica.
5840          */
5841         if (MAXFAULTS() == 0)
5842                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5843         else
5844                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5845
5846         /*
5847          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5848          */
5849         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5850             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5851             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
5852
5853 #if 0
5854         /*
5855          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
5856          */
5857         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
5858         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
5859 #endif
5860
5861         /*
5862          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5863          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5864          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5865          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5866          */
5867         for (t = 0; t < 64; t++) {
5868                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
5869                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5870                             (1ULL << t) + d, NULL);
5871                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5872                             error == EINVAL);
5873                 }
5874         }
5875
5876         /*
5877          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5878          */
5879         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5880                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5881                 ztest_dataset_destroy(d);
5882         }
5883         zs->zs_enospc_count = 0;
5884
5885         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
5886             UMEM_NOFAIL);
5887
5888         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5889                 (void) printf("starting main threads...\n");
5890
5891         /*
5892          * Kick off all the tests that run in parallel.
5893          */
5894         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5895                 kthread_t *thread;
5896
5897                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5898                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5899                         return;
5900
5901                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5902                     (thread_func_t)ztest_thread,
5903                     (void *)(uintptr_t)t, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5904                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
5905                 tid[t] = thread->t_tid;
5906         }
5907
5908         /*
5909          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5910          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5911          */
5912         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5913                 thread_join(tid[t]);
5914                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5915                         ztest_dataset_close(t);
5916         }
5917
5918         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5919
5920         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5921         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5922
5923         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
5924
5925         /* Kill the resume thread */
5926         ztest_exiting = B_TRUE;
5927         thread_join(resume_thread->t_tid);
5928         ztest_resume(spa);
5929
5930         /*
5931          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5932          * spa_close() should wait for it to complete.
5933          */
5934         for (object = 1; object < 50; object++) {
5935                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
5936                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
5937         }
5938
5939         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
5940         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
5941                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
5942
5943         spa_close(spa, FTAG);
5944
5945         /*
5946          * Verify that we can loop over all pools.
5947          */
5948         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5949         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5950                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5951                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5952         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5953
5954         /*
5955          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5956          * different name.
5957          */
5958         if (ztest_random(2) == 0) {
5959                 char name[MAXNAMELEN];
5960                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5961                     ztest_opts.zo_pool);
5962                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5963                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5964         }
5965
5966         kernel_fini();
5967
5968         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5969         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5970         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5971         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5972 }
5973
5974 static void
5975 ztest_freeze(void)
5976 {
5977         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5978         spa_t *spa;
5979         int numloops = 0;
5980
5981         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5982                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5983
5984         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5985         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5986         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5987         spa->spa_debug = B_TRUE;
5988         ztest_spa = spa;
5989
5990         /*
5991          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5992          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5993          * the log chain won't be anchored.
5994          */
5995         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5996                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5997                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5998         }
5999
6000         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6001
6002         /*
6003          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6004          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6005          */
6006         spa_freeze(spa);
6007
6008         /*
6009          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6010          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6011          * capacity.
6012          */
6013         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6014
6015         /*
6016          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6017          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6018          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6019          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6020          * The ZIL should be OK with that.
6021          *
6022          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6023          * not run out of space on the pool.
6024          */
6025         while (ztest_random(10) != 0 &&
6026             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6027             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6028                 ztest_od_t od;
6029                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
6030                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6031                 ztest_io(zd, od.od_object,
6032                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6033                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6034         }
6035
6036         /*
6037          * Commit all of the changes we just generated.
6038          */
6039         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6040         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6041
6042         /*
6043          * Close our dataset and close the pool.
6044          */
6045         ztest_dataset_close(0);
6046         spa_close(spa, FTAG);
6047         kernel_fini();
6048
6049         /*
6050          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6051          */
6052         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6053         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6054         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6055         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6056         ztest_dataset_close(0);
6057
6058         spa->spa_debug = B_TRUE;
6059         ztest_spa = spa;
6060         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6061         ztest_reguid(NULL, 0);
6062
6063         spa_close(spa, FTAG);
6064         kernel_fini();
6065 }
6066
6067 void
6068 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6069 {
6070         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6071         hrtime_t m = s / 60;
6072         hrtime_t h = m / 60;
6073         hrtime_t d = h / 24;
6074
6075         s -= m * 60;
6076         m -= h * 60;
6077         h -= d * 24;
6078
6079         timebuf[0] = '\0';
6080
6081         if (d)
6082                 (void) sprintf(timebuf,
6083                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6084         else if (h)
6085                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6086         else if (m)
6087                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6088         else
6089                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6090 }
6091
6092 static nvlist_t *
6093 make_random_props(void)
6094 {
6095         nvlist_t *props;
6096
6097         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6098         if (ztest_random(2) == 0)
6099                 return (props);
6100         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6101
6102         return (props);
6103 }
6104
6105 /*
6106  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6107  * Then test spa_freeze() functionality.
6108  */
6109 static void
6110 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6111 {
6112         spa_t *spa;
6113         nvlist_t *nvroot, *props;
6114         int i;
6115
6116         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6117         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6118
6119         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6120
6121         /*
6122          * Create the storage pool.
6123          */
6124         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6125         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6126         zs->zs_splits = 0;
6127         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6128         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6129             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6130         props = make_random_props();
6131         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6132                 char *buf;
6133                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6134                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6135                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6136                 free(buf);
6137         }
6138         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6139         nvlist_free(nvroot);
6140         nvlist_free(props);
6141
6142         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6143         zs->zs_metaslab_sz =
6144             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6145         spa_close(spa, FTAG);
6146
6147         kernel_fini();
6148
6149         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6150
6151         ztest_freeze();
6152
6153         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6154
6155         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6156         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6157 }
6158
6159 static void
6160 setup_data_fd(void)
6161 {
6162         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6163
6164         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6165         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6166         (void) unlink(ztest_name_data);
6167 }
6168
6169 static int
6170 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6171 {
6172         int size;
6173
6174         size = hdr->zh_hdr_size;
6175         size += hdr->zh_opts_size;
6176         size += hdr->zh_size;
6177         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6178         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6179
6180         return (size);
6181 }
6182
6183 static void
6184 setup_hdr(void)
6185 {
6186         int size;
6187         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6188
6189         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6190             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6191         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6192
6193         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6194
6195         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6196         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6197         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6198         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6199         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6200         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6201         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6202
6203         size = shared_data_size(hdr);
6204         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6205
6206         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6207 }
6208
6209 static void
6210 setup_data(void)
6211 {
6212         int size, offset;
6213         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6214         uint8_t *buf;
6215
6216         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6217             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6218         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6219
6220         size = shared_data_size(hdr);
6221
6222         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6223         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6224             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6225         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6226         buf = (uint8_t *)hdr;
6227
6228         offset = hdr->zh_hdr_size;
6229         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6230         offset += hdr->zh_opts_size;
6231         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6232         offset += hdr->zh_size;
6233         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6234         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6235         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6236 }
6237
6238 static boolean_t
6239 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6240 {
6241         pid_t pid;
6242         int status;
6243         char *cmdbuf = NULL;
6244
6245         pid = fork();
6246
6247         if (cmd == NULL) {
6248                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6249                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6250                 cmd = cmdbuf;
6251         }
6252
6253         if (pid == -1)
6254                 fatal(1, "fork failed");
6255
6256         if (pid == 0) { /* child */
6257                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6258                 char fd_data_str[12];
6259
6260                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6261                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6262
6263                 (void) close(ztest_fd_rand);
6264                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6265                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6266
6267                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6268                 if (libpath != NULL)
6269                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6270                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6271                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6272                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6273         }
6274
6275         if (cmdbuf != NULL) {
6276                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6277                 cmd = NULL;
6278         }
6279
6280         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6281                 continue;
6282         if (statusp != NULL)
6283                 *statusp = status;
6284
6285         if (WIFEXITED(status)) {
6286                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6287                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6288                             WEXITSTATUS(status));
6289                         exit(2);
6290                 }
6291                 return (B_FALSE);
6292         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6293                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6294                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6295                             WTERMSIG(status));
6296                         exit(3);
6297                 }
6298                 return (B_TRUE);
6299         } else {
6300                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6301                 exit(4);
6302                 /* NOTREACHED */
6303         }
6304 }
6305
6306 static void
6307 ztest_run_init(void)
6308 {
6309         int i;
6310
6311         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6312
6313         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6314
6315         /*
6316          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6317          */
6318         (void) remove(spa_config_path);
6319
6320         /*
6321          * Create and initialize our storage pool.
6322          */
6323         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6324                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6325                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6326                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6327                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6328                 }
6329                 ztest_init(zs);
6330         }
6331 }
6332
6333 int
6334 main(int argc, char **argv)
6335 {
6336         int kills = 0;
6337         int iters = 0;
6338         int older = 0;
6339         int newer = 0;
6340         ztest_shared_t *zs;
6341         ztest_info_t *zi;
6342         ztest_shared_callstate_t *zc;
6343         char timebuf[100];
6344         char numbuf[6];
6345         spa_t *spa;
6346         char *cmd;
6347         boolean_t hasalt;
6348         int f;
6349         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6350         struct sigaction action;
6351
6352         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6353
6354         dprintf_setup(&argc, argv);
6355
6356         action.sa_handler = sig_handler;
6357         sigemptyset(&action.sa_mask);
6358         action.sa_flags = 0;
6359
6360         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6361                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6362                     strerror(errno));
6363                 exit(EXIT_FAILURE);
6364         }
6365
6366         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6367                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6368                     strerror(errno));
6369                 exit(EXIT_FAILURE);
6370         }
6371
6372         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6373         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6374
6375         if (!fd_data_str) {
6376                 process_options(argc, argv);
6377
6378                 setup_data_fd();
6379                 setup_hdr();
6380                 setup_data();
6381                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6382                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6383         } else {
6384                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6385                 setup_data();
6386                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6387         }
6388         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6389
6390         /* Override location of zpool.cache */
6391         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6392             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6393
6394         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6395             UMEM_NOFAIL);
6396         zs = ztest_shared;
6397
6398         if (fd_data_str) {
6399                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6400                 metaslab_df_alloc_threshold =
6401                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6402
6403                 if (zs->zs_do_init)
6404                         ztest_run_init();
6405                 else
6406                         ztest_run(zs);
6407                 exit(0);
6408         }
6409
6410         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6411
6412         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6413                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6414                     " %llu seconds...\n",
6415                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6416                     ztest_opts.zo_datasets,
6417                     ztest_opts.zo_threads,
6418                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6419         }
6420
6421         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6422         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6423
6424         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6425         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6426                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6427                         (void) printf("Executing older ztest for "
6428                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6429                 }
6430                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6431                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6432         } else {
6433                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6434         }
6435         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6436
6437         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6438         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6439
6440         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6441                 zi = &ztest_info[f];
6442                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6443                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6444                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6445                 else
6446                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6447                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6448         }
6449
6450         /*
6451          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6452          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6453          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6454          */
6455         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6456                 int status;
6457                 boolean_t killed;
6458
6459                 /*
6460                  * Initialize the workload counters for each function.
6461                  */
6462                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6463                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6464                         zc->zc_count = 0;
6465                         zc->zc_time = 0;
6466                 }
6467
6468                 /* Set the allocation switch size */
6469                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6470                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6471
6472                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6473                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6474                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6475                                     cmd);
6476                         }
6477                         newer++;
6478                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6479                 } else {
6480                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6481                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6482                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6483                         }
6484                         older++;
6485                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6486                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6487                 }
6488
6489                 if (killed)
6490                         kills++;
6491                 iters++;
6492
6493                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6494                         hrtime_t now = gethrtime();
6495
6496                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6497                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6498                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6499
6500                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6501                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6502                             iters,
6503                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6504                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6505                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6506                             numbuf,
6507                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6508                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6509                 }
6510
6511                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6512                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6513                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6514                             "Calls", "Time", "Function");
6515                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6516                             "-----", "----", "--------");
6517                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6518                                 zi = &ztest_info[f];
6519                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6520                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6521                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6522                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6523                                     zi->zi_funcname);
6524                         }
6525                         (void) printf("\n");
6526                 }
6527
6528                 /*
6529                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6530                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6531                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6532                  */
6533                 kernel_init(FREAD);
6534                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6535                         spa_close(spa, FTAG);
6536                 } else {
6537                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6538                         kernel_fini();
6539                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6540                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6541                             ztest_opts.zo_pool);
6542                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6543                 }
6544                 kernel_fini();
6545
6546                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6547         }
6548
6549         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6550                 if (hasalt) {
6551                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6552                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6553                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6554                             cmd);
6555                 }
6556                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6557                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6558         }
6559
6560         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6561
6562         return (0);
6563 }