]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Linux 4.19-rc3+ compat: Remove refcount_t compat
[zfs] / cmd / ztest / ztest.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2018 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
27  * Copyright 2017 Joyent, Inc.
28  * Copyright (c) 2017, Intel Corporation.
29  */
30
31 /*
32  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
33  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
34  *
35  * The overall design of the ztest program is as follows:
36  *
37  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
38  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
39  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
40  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
41  *
42  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
43  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
44  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
45  *
46  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
47  *     verify that self-healing data really works.
48  *
49  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
50  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
51  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
52  *
53  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
54  *     we run the entire test in a child of the main process.
55  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
56  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
57  *     The parent then runs the test again, using the existing
58  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
59  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
60  *     of ztest after a SIGKILL.
61  *
62  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
63  *     many of the functional tests record the transaction group number
64  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
65  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
66  *     If you add a new test, please do this if applicable.
67  *
68  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
69  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
70  *
71  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
72  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
73  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
74  *
75  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
76  *
77  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
78  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
79  *
80  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
81  *
82  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
83  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
84  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
85  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
86  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
87  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
88  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
89  */
90
91 #include <sys/zfs_context.h>
92 #include <sys/spa.h>
93 #include <sys/dmu.h>
94 #include <sys/txg.h>
95 #include <sys/dbuf.h>
96 #include <sys/zap.h>
97 #include <sys/dmu_objset.h>
98 #include <sys/poll.h>
99 #include <sys/stat.h>
100 #include <sys/time.h>
101 #include <sys/wait.h>
102 #include <sys/mman.h>
103 #include <sys/resource.h>
104 #include <sys/zio.h>
105 #include <sys/zil.h>
106 #include <sys/zil_impl.h>
107 #include <sys/zfs_rlock.h>
108 #include <sys/vdev_impl.h>
109 #include <sys/vdev_file.h>
110 #include <sys/spa_impl.h>
111 #include <sys/metaslab_impl.h>
112 #include <sys/dsl_prop.h>
113 #include <sys/dsl_dataset.h>
114 #include <sys/dsl_destroy.h>
115 #include <sys/dsl_scan.h>
116 #include <sys/zio_checksum.h>
117 #include <sys/refcount.h>
118 #include <sys/zfeature.h>
119 #include <sys/dsl_userhold.h>
120 #include <sys/abd.h>
121 #include <stdio.h>
122 #include <stdio_ext.h>
123 #include <stdlib.h>
124 #include <unistd.h>
125 #include <signal.h>
126 #include <umem.h>
127 #include <ctype.h>
128 #include <math.h>
129 #include <sys/fs/zfs.h>
130 #include <zfs_fletcher.h>
131 #include <libnvpair.h>
132 #include <libzfs.h>
133 #include <sys/crypto/icp.h>
134 #ifdef __GLIBC__
135 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
136 #endif
137
138 static int ztest_fd_data = -1;
139 static int ztest_fd_rand = -1;
140
141 typedef struct ztest_shared_hdr {
142         uint64_t        zh_hdr_size;
143         uint64_t        zh_opts_size;
144         uint64_t        zh_size;
145         uint64_t        zh_stats_size;
146         uint64_t        zh_stats_count;
147         uint64_t        zh_ds_size;
148         uint64_t        zh_ds_count;
149 } ztest_shared_hdr_t;
150
151 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
152
153 enum ztest_class_state {
154         ZTEST_VDEV_CLASS_OFF,
155         ZTEST_VDEV_CLASS_ON,
156         ZTEST_VDEV_CLASS_RND
157 };
158
159 typedef struct ztest_shared_opts {
160         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
161         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
162         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
163         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
164         uint64_t zo_vdevs;
165         uint64_t zo_vdevtime;
166         size_t zo_vdev_size;
167         int zo_ashift;
168         int zo_mirrors;
169         int zo_raidz;
170         int zo_raidz_parity;
171         int zo_datasets;
172         int zo_threads;
173         uint64_t zo_passtime;
174         uint64_t zo_killrate;
175         int zo_verbose;
176         int zo_init;
177         uint64_t zo_time;
178         uint64_t zo_maxloops;
179         uint64_t zo_metaslab_force_ganging;
180         int zo_mmp_test;
181         int zo_special_vdevs;
182 } ztest_shared_opts_t;
183
184 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
185         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
186         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
187         .zo_alt_ztest = { '\0' },
188         .zo_alt_libpath = { '\0' },
189         .zo_vdevs = 5,
190         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
191         .zo_mirrors = 2,
192         .zo_raidz = 4,
193         .zo_raidz_parity = 1,
194         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
195         .zo_datasets = 7,
196         .zo_threads = 23,
197         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
198         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
199         .zo_verbose = 0,
200         .zo_mmp_test = 0,
201         .zo_init = 1,
202         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
203         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
204         .zo_metaslab_force_ganging = 32 << 10,
205         .zo_special_vdevs = ZTEST_VDEV_CLASS_RND,
206 };
207
208 extern uint64_t metaslab_force_ganging;
209 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
210 extern unsigned long zfs_deadman_synctime_ms;
211 extern int metaslab_preload_limit;
212 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
213 extern int zfs_abd_scatter_enabled;
214 extern int dmu_object_alloc_chunk_shift;
215 extern boolean_t zfs_force_some_double_word_sm_entries;
216 extern unsigned long zio_decompress_fail_fraction;
217
218 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
219 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
220 static char *ztest_wkeydata = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012345";
221
222 typedef struct ztest_shared_ds {
223         uint64_t        zd_seq;
224 } ztest_shared_ds_t;
225
226 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
227 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
228
229 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
230 #define MAXFAULTS(zs) \
231         (MAX((zs)->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
232
233 enum ztest_io_type {
234         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
235         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
236         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
237         ZTEST_IO_TRUNCATE,
238         ZTEST_IO_SETATTR,
239         ZTEST_IO_REWRITE,
240         ZTEST_IO_TYPES
241 };
242
243 typedef struct ztest_block_tag {
244         uint64_t        bt_magic;
245         uint64_t        bt_objset;
246         uint64_t        bt_object;
247         uint64_t        bt_dnodesize;
248         uint64_t        bt_offset;
249         uint64_t        bt_gen;
250         uint64_t        bt_txg;
251         uint64_t        bt_crtxg;
252 } ztest_block_tag_t;
253
254 typedef struct bufwad {
255         uint64_t        bw_index;
256         uint64_t        bw_txg;
257         uint64_t        bw_data;
258 } bufwad_t;
259
260 typedef struct rll {
261         void            *rll_writer;
262         int             rll_readers;
263         kmutex_t        rll_lock;
264         kcondvar_t      rll_cv;
265 } rll_t;
266
267 typedef struct zll {
268         list_t z_list;
269         kmutex_t z_lock;
270 } zll_t;
271
272 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
273 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
274
275 /*
276  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
277  */
278 typedef struct ztest_od {
279         uint64_t        od_dir;
280         uint64_t        od_object;
281         dmu_object_type_t od_type;
282         dmu_object_type_t od_crtype;
283         uint64_t        od_blocksize;
284         uint64_t        od_crblocksize;
285         uint64_t        od_crdnodesize;
286         uint64_t        od_gen;
287         uint64_t        od_crgen;
288         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
289 } ztest_od_t;
290
291 /*
292  * Per-dataset state.
293  */
294 typedef struct ztest_ds {
295         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
296         objset_t        *zd_os;
297         pthread_rwlock_t zd_zilog_lock;
298         zilog_t         *zd_zilog;
299         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
300         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
301         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
302         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
303         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
304 } ztest_ds_t;
305
306 /*
307  * Per-iteration state.
308  */
309 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
310
311 typedef struct ztest_info {
312         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
313         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
314         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
315         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
316 } ztest_info_t;
317
318 typedef struct ztest_shared_callstate {
319         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
320         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
321         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
322 } ztest_shared_callstate_t;
323
324 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
325 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
326
327 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
328 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
329 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
330 ztest_func_t ztest_dmu_object_next_chunk;
331 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
332 ztest_func_t ztest_zap;
333 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
334 ztest_func_t ztest_zil_commit;
335 ztest_func_t ztest_zil_remount;
336 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
337 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
338 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
339 ztest_func_t ztest_fzap;
340 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
341 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
342 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
343 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
344 ztest_func_t ztest_fault_inject;
345 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
346 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
347 ztest_func_t ztest_mmp_enable_disable;
348 ztest_func_t ztest_spa_rename;
349 ztest_func_t ztest_scrub;
350 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
351 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
352 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
353 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
354 ztest_func_t ztest_vdev_class_add;
355 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
356 ztest_func_t ztest_split_pool;
357 ztest_func_t ztest_reguid;
358 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
359 ztest_func_t ztest_device_removal;
360 ztest_func_t ztest_remap_blocks;
361 ztest_func_t ztest_spa_checkpoint_create_discard;
362 ztest_func_t ztest_fletcher;
363 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
364 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
365
366 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
367 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
368 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
369 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
370 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
371
372 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
373         {   .zi_func = (func), \
374             .zi_iters = (iters), \
375             .zi_interval = (interval), \
376             .zi_funcname = # func }
377
378 ztest_info_t ztest_info[] = {
379         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
380         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
381         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
382         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_next_chunk, 1, &zopt_sometimes),
383         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
384         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
385         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
386         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
387         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
388         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
389         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
390         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
391         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
392         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
393 #if 0
394         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
395 #endif
396         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
397         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
398         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
399         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
400         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
401         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
402         ZTI_INIT(ztest_mmp_enable_disable, 1, &zopt_sometimes),
403         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
404         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
405         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
406         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
407         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
408         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
409         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
410         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
411         ZTI_INIT(ztest_vdev_class_add, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
412         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
413         ZTI_INIT(ztest_device_removal, 1, &zopt_sometimes),
414         ZTI_INIT(ztest_remap_blocks, 1, &zopt_sometimes),
415         ZTI_INIT(ztest_spa_checkpoint_create_discard, 1, &zopt_rarely),
416         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
417         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
418         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
419 };
420
421 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
422
423 /*
424  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
425  * The callbacks are ordered by txg number.
426  */
427 typedef struct ztest_cb_list {
428         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
429         list_t          zcl_callbacks;
430 } ztest_cb_list_t;
431
432 /*
433  * Stuff we need to share writably between parent and child.
434  */
435 typedef struct ztest_shared {
436         boolean_t       zs_do_init;
437         hrtime_t        zs_proc_start;
438         hrtime_t        zs_proc_stop;
439         hrtime_t        zs_thread_start;
440         hrtime_t        zs_thread_stop;
441         hrtime_t        zs_thread_kill;
442         uint64_t        zs_enospc_count;
443         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
444         uint64_t        zs_vdev_aux;
445         uint64_t        zs_alloc;
446         uint64_t        zs_space;
447         uint64_t        zs_splits;
448         uint64_t        zs_mirrors;
449         uint64_t        zs_metaslab_sz;
450         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
451         uint64_t        zs_guid;
452 } ztest_shared_t;
453
454 #define ID_PARALLEL     -1ULL
455
456 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
457 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
458 ztest_shared_t *ztest_shared;
459
460 static spa_t *ztest_spa = NULL;
461 static ztest_ds_t *ztest_ds;
462
463 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
464 static boolean_t ztest_device_removal_active = B_FALSE;
465 static kmutex_t ztest_checkpoint_lock;
466
467 /*
468  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
469  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
470  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
471  * namespace does not change while the lock is held.
472  */
473 static pthread_rwlock_t ztest_name_lock;
474
475 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
476 static boolean_t ztest_dump_debug_buffer = B_FALSE;
477 static boolean_t ztest_exiting;
478
479 /* Global commit callback list */
480 static ztest_cb_list_t zcl;
481 /* Commit cb delay */
482 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
483 static int zc_cb_counter = 0;
484
485 /*
486  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
487  * whether the minimum txg delay is acceptable.
488  */
489 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
490
491 /*
492  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
493  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
494  * implementation bug.
495  */
496 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
497
498 enum ztest_object {
499         ZTEST_META_DNODE = 0,
500         ZTEST_DIROBJ,
501         ZTEST_OBJECTS
502 };
503
504 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
505
506 /*
507  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
508  * debugging facilities.
509  */
510 const char *
511 _umem_debug_init(void)
512 {
513         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
514 }
515
516 const char *
517 _umem_logging_init(void)
518 {
519         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
520 }
521
522 static void
523 dump_debug_buffer(void)
524 {
525         if (!ztest_dump_debug_buffer)
526                 return;
527
528         (void) printf("\n");
529         zfs_dbgmsg_print("ztest");
530 }
531
532 #define BACKTRACE_SZ    100
533
534 static void sig_handler(int signo)
535 {
536         struct sigaction action;
537 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
538         int nptrs;
539         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
540
541         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
542         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
543 #endif
544         dump_debug_buffer();
545
546         /*
547          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
548          * SIGABRT can trigger a core dump.
549          */
550         action.sa_handler = SIG_DFL;
551         sigemptyset(&action.sa_mask);
552         action.sa_flags = 0;
553         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
554         raise(signo);
555 }
556
557 #define FATAL_MSG_SZ    1024
558
559 char *fatal_msg;
560
561 static void
562 fatal(int do_perror, char *message, ...)
563 {
564         va_list args;
565         int save_errno = errno;
566         char *buf;
567
568         (void) fflush(stdout);
569         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
570
571         va_start(args, message);
572         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
573         /* LINTED */
574         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
575         va_end(args);
576         if (do_perror) {
577                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
578                     ": %s", strerror(save_errno));
579         }
580         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
581         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
582
583         dump_debug_buffer();
584
585         if (ztest_dump_core)
586                 abort();
587         exit(3);
588 }
589
590 static int
591 str2shift(const char *buf)
592 {
593         const char *ends = "BKMGTPEZ";
594         int i;
595
596         if (buf[0] == '\0')
597                 return (0);
598         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
599                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
600                         break;
601         }
602         if (i == strlen(ends)) {
603                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
604                     buf);
605                 usage(B_FALSE);
606         }
607         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
608                 return (10*i);
609         }
610         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
611         usage(B_FALSE);
612         /* NOTREACHED */
613 }
614
615 static uint64_t
616 nicenumtoull(const char *buf)
617 {
618         char *end;
619         uint64_t val;
620
621         val = strtoull(buf, &end, 0);
622         if (end == buf) {
623                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
624                 usage(B_FALSE);
625         } else if (end[0] == '.') {
626                 double fval = strtod(buf, &end);
627                 fval *= pow(2, str2shift(end));
628                 if (fval > UINT64_MAX) {
629                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
630                             buf);
631                         usage(B_FALSE);
632                 }
633                 val = (uint64_t)fval;
634         } else {
635                 int shift = str2shift(end);
636                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
637                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
638                             buf);
639                         usage(B_FALSE);
640                 }
641                 val <<= shift;
642         }
643         return (val);
644 }
645
646 static void
647 usage(boolean_t requested)
648 {
649         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
650
651         char nice_vdev_size[NN_NUMBUF_SZ];
652         char nice_force_ganging[NN_NUMBUF_SZ];
653         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
654
655         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size, sizeof (nice_vdev_size));
656         nicenum(zo->zo_metaslab_force_ganging, nice_force_ganging,
657             sizeof (nice_force_ganging));
658
659         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
660             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
661             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
662             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
663             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
664             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
665             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
666             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
667             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
668             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
669             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
670             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
671             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
672             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
673             "\t[-M] Multi-host simulate pool imported on remote host\n"
674             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
675             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
676             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
677             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
678             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
679             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
680             "\t[-C vdev class state (default: random)] special=on|off|random\n"
681             "\t[-o variable=value] ... set global variable to an unsigned\n"
682             "\t    32-bit integer value\n"
683             "\t[-G dump zfs_dbgmsg buffer before exiting due to an error\n"
684             "\t[-h] (print help)\n"
685             "",
686             zo->zo_pool,
687             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
688             nice_vdev_size,                             /* -s */
689             zo->zo_ashift,                              /* -a */
690             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
691             zo->zo_raidz,                               /* -r */
692             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
693             zo->zo_datasets,                            /* -d */
694             zo->zo_threads,                             /* -t */
695             nice_force_ganging,                         /* -g */
696             zo->zo_init,                                /* -i */
697             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
698             zo->zo_pool,                                /* -p */
699             zo->zo_dir,                                 /* -f */
700             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
701             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
702             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
703         exit(requested ? 0 : 1);
704 }
705
706
707 static void
708 ztest_parse_name_value(const char *input, ztest_shared_opts_t *zo)
709 {
710         char name[32];
711         char *value;
712         int state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
713
714         (void) strlcpy(name, input, sizeof (name));
715
716         value = strchr(name, '=');
717         if (value == NULL) {
718                 (void) fprintf(stderr, "missing value in property=value "
719                     "'-C' argument (%s)\n", input);
720                 usage(B_FALSE);
721         }
722         *(value) = '\0';
723         value++;
724
725         if (strcmp(value, "on") == 0) {
726                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_ON;
727         } else if (strcmp(value, "off") == 0) {
728                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_OFF;
729         } else if (strcmp(value, "random") == 0) {
730                 state = ZTEST_VDEV_CLASS_RND;
731         } else {
732                 (void) fprintf(stderr, "invalid property value '%s'\n", value);
733                 usage(B_FALSE);
734         }
735
736         if (strcmp(name, "special") == 0) {
737                 zo->zo_special_vdevs = state;
738         } else {
739                 (void) fprintf(stderr, "invalid property name '%s'\n", name);
740                 usage(B_FALSE);
741         }
742         if (zo->zo_verbose >= 3)
743                 (void) printf("%s vdev state is '%s'\n", name, value);
744 }
745
746 static void
747 process_options(int argc, char **argv)
748 {
749         char *path;
750         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
751
752         int opt;
753         uint64_t value;
754         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
755
756         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
757
758         while ((opt = getopt(argc, argv,
759             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:MVET:P:hF:B:C:o:G")) != EOF) {
760                 value = 0;
761                 switch (opt) {
762                 case 'v':
763                 case 's':
764                 case 'a':
765                 case 'm':
766                 case 'r':
767                 case 'R':
768                 case 'd':
769                 case 't':
770                 case 'g':
771                 case 'i':
772                 case 'k':
773                 case 'T':
774                 case 'P':
775                 case 'F':
776                         value = nicenumtoull(optarg);
777                 }
778                 switch (opt) {
779                 case 'v':
780                         zo->zo_vdevs = value;
781                         break;
782                 case 's':
783                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
784                         break;
785                 case 'a':
786                         zo->zo_ashift = value;
787                         break;
788                 case 'm':
789                         zo->zo_mirrors = value;
790                         break;
791                 case 'r':
792                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
793                         break;
794                 case 'R':
795                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
796                         break;
797                 case 'd':
798                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
799                         break;
800                 case 't':
801                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
802                         break;
803                 case 'g':
804                         zo->zo_metaslab_force_ganging =
805                             MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
806                         break;
807                 case 'i':
808                         zo->zo_init = value;
809                         break;
810                 case 'k':
811                         zo->zo_killrate = value;
812                         break;
813                 case 'p':
814                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
815                             sizeof (zo->zo_pool));
816                         break;
817                 case 'f':
818                         path = realpath(optarg, NULL);
819                         if (path == NULL) {
820                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
821                                     optarg, strerror(errno));
822                                 usage(B_FALSE);
823                         } else {
824                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
825                                     sizeof (zo->zo_dir));
826                                 free(path);
827                         }
828                         break;
829                 case 'M':
830                         zo->zo_mmp_test = 1;
831                         break;
832                 case 'V':
833                         zo->zo_verbose++;
834                         break;
835                 case 'E':
836                         zo->zo_init = 0;
837                         break;
838                 case 'T':
839                         zo->zo_time = value;
840                         break;
841                 case 'P':
842                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
843                         break;
844                 case 'F':
845                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
846                         break;
847                 case 'B':
848                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
849                         break;
850                 case 'C':
851                         ztest_parse_name_value(optarg, zo);
852                         break;
853                 case 'o':
854                         if (set_global_var(optarg) != 0)
855                                 usage(B_FALSE);
856                         break;
857                 case 'G':
858                         ztest_dump_debug_buffer = B_TRUE;
859                         break;
860                 case 'h':
861                         usage(B_TRUE);
862                         break;
863                 case '?':
864                 default:
865                         usage(B_FALSE);
866                         break;
867                 }
868         }
869
870         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
871
872         zo->zo_vdevtime =
873             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
874             UINT64_MAX >> 2);
875
876         if (strlen(altdir) > 0) {
877                 char *cmd;
878                 char *realaltdir;
879                 char *bin;
880                 char *ztest;
881                 char *isa;
882                 int isalen;
883
884                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
885                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
886
887                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
888                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
889                         ztest_dump_core = B_FALSE;
890                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
891                             altdir);
892                 }
893                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
894
895                 /*
896                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
897                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
898                  * 32 or 64 bit binaries.
899                  */
900                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
901                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
902                 isa = bin + 9;
903                 isalen = ztest - isa;
904                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
905                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
906                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
907                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
908
909                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
910                         ztest_dump_core = B_FALSE;
911                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
912                             zo->zo_alt_ztest);
913                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
914                         ztest_dump_core = B_FALSE;
915                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
916                             zo->zo_alt_libpath);
917                 }
918
919                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
920                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
921         }
922 }
923
924 static void
925 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
926 {
927         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
928         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
929
930         /*
931          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
932          * See comment above spa_write_cachefile().
933          */
934         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
935         spa_write_cachefile(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
936         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
937
938         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
939 }
940
941 static uint64_t
942 ztest_random(uint64_t range)
943 {
944         uint64_t r;
945
946         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
947
948         if (range == 0)
949                 return (0);
950
951         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
952                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
953
954         return (r % range);
955 }
956
957 /* ARGSUSED */
958 static void
959 ztest_record_enospc(const char *s)
960 {
961         ztest_shared->zs_enospc_count++;
962 }
963
964 static uint64_t
965 ztest_get_ashift(void)
966 {
967         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
968                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
969         return (ztest_opts.zo_ashift);
970 }
971
972 static nvlist_t *
973 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
974 {
975         char *pathbuf;
976         uint64_t vdev;
977         nvlist_t *file;
978
979         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
980
981         if (ashift == 0)
982                 ashift = ztest_get_ashift();
983
984         if (path == NULL) {
985                 path = pathbuf;
986
987                 if (aux != NULL) {
988                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
989                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
990                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
991                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
992                             aux, vdev);
993                 } else {
994                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
995                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
996                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
997                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
998                 }
999         }
1000
1001         if (size != 0) {
1002                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
1003                 if (fd == -1)
1004                         fatal(1, "can't open %s", path);
1005                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
1006                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
1007                 (void) close(fd);
1008         }
1009
1010         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1011         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
1012         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
1013         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
1014         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
1015
1016         return (file);
1017 }
1018
1019 static nvlist_t *
1020 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
1021     uint64_t ashift, int r)
1022 {
1023         nvlist_t *raidz, **child;
1024         int c;
1025
1026         if (r < 2)
1027                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
1028         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1029
1030         for (c = 0; c < r; c++)
1031                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
1032
1033         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1034         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1035             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
1036         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
1037             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
1038         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1039             child, r) == 0);
1040
1041         for (c = 0; c < r; c++)
1042                 nvlist_free(child[c]);
1043
1044         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
1045
1046         return (raidz);
1047 }
1048
1049 static nvlist_t *
1050 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
1051     uint64_t ashift, int r, int m)
1052 {
1053         nvlist_t *mirror, **child;
1054         int c;
1055
1056         if (m < 1)
1057                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
1058
1059         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1060
1061         for (c = 0; c < m; c++)
1062                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
1063
1064         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1065         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
1066             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
1067         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1068             child, m) == 0);
1069
1070         for (c = 0; c < m; c++)
1071                 nvlist_free(child[c]);
1072
1073         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
1074
1075         return (mirror);
1076 }
1077
1078 static nvlist_t *
1079 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
1080     const char *class, int r, int m, int t)
1081 {
1082         nvlist_t *root, **child;
1083         int c;
1084         boolean_t log;
1085
1086         ASSERT(t > 0);
1087
1088         log = (class != NULL && strcmp(class, "log") == 0);
1089
1090         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
1091
1092         for (c = 0; c < t; c++) {
1093                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
1094                     r, m);
1095                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
1096                     log) == 0);
1097
1098                 if (class != NULL && class[0] != '\0') {
1099                         ASSERT(m > 1 || log);   /* expecting a mirror */
1100                         VERIFY(nvlist_add_string(child[c],
1101                             ZPOOL_CONFIG_ALLOCATION_BIAS, class) == 0);
1102                 }
1103         }
1104
1105         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1106         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1107         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1108             child, t) == 0);
1109
1110         for (c = 0; c < t; c++)
1111                 nvlist_free(child[c]);
1112
1113         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1114
1115         return (root);
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1120  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1121  */
1122 static uint64_t
1123 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1124 {
1125         uint64_t version = initial_version;
1126
1127         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1128                 version = version +
1129                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1130         }
1131
1132         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1133                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1134
1135         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1136         return (version);
1137 }
1138
1139 static int
1140 ztest_random_blocksize(void)
1141 {
1142         ASSERT(ztest_spa->spa_max_ashift != 0);
1143
1144         /*
1145          * Choose a block size >= the ashift.
1146          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1147          */
1148         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1149         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1150                 maxbs = 20;
1151         uint64_t block_shift =
1152             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1153         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1154 }
1155
1156 static int
1157 ztest_random_dnodesize(void)
1158 {
1159         int slots;
1160         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1161
1162         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1163                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1164
1165         /*
1166          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1167          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1168          * usage.
1169          */
1170         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1171         switch (ztest_random(10)) {
1172         case 0:
1173                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1174                 break;
1175         case 1 ... 4:
1176                 slots = 2 + ztest_random(3);
1177                 break;
1178         default:
1179                 slots = 1;
1180                 break;
1181         }
1182
1183         return (slots << DNODE_SHIFT);
1184 }
1185
1186 static int
1187 ztest_random_ibshift(void)
1188 {
1189         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1190             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1191 }
1192
1193 static uint64_t
1194 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1195 {
1196         uint64_t top;
1197         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1198         vdev_t *tvd;
1199
1200         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1201
1202         do {
1203                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1204                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1205         } while (!vdev_is_concrete(tvd) || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1206             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1207
1208         return (top);
1209 }
1210
1211 static uint64_t
1212 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1213 {
1214         uint64_t value;
1215
1216         do {
1217                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1218         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1219
1220         return (value);
1221 }
1222
1223 static int
1224 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1225     boolean_t inherit)
1226 {
1227         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1228         const char *valname;
1229         char *setpoint;
1230         uint64_t curval;
1231         int error;
1232
1233         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1234             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1235
1236         if (error == ENOSPC) {
1237                 ztest_record_enospc(FTAG);
1238                 return (error);
1239         }
1240         ASSERT0(error);
1241
1242         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1243         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1244
1245         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1246                 int err;
1247
1248                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1249                 if (err)
1250                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1251                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1252                 else
1253                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1254                             osname, propname, valname, setpoint);
1255         }
1256         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1257
1258         return (error);
1259 }
1260
1261 static int
1262 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1263 {
1264         spa_t *spa = ztest_spa;
1265         nvlist_t *props = NULL;
1266         int error;
1267
1268         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1269         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1270
1271         error = spa_prop_set(spa, props);
1272
1273         nvlist_free(props);
1274
1275         if (error == ENOSPC) {
1276                 ztest_record_enospc(FTAG);
1277                 return (error);
1278         }
1279         ASSERT0(error);
1280
1281         return (error);
1282 }
1283
1284 static int
1285 ztest_dmu_objset_own(const char *name, dmu_objset_type_t type,
1286     boolean_t readonly, boolean_t decrypt, void *tag, objset_t **osp)
1287 {
1288         int err;
1289
1290         err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1291         if (decrypt && err == EACCES) {
1292                 char ddname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
1293                 dsl_crypto_params_t *dcp;
1294                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
1295                 char *cp = NULL;
1296
1297                 /* spa_keystore_load_wkey() expects a dsl dir name */
1298                 strcpy(ddname, name);
1299                 cp = strchr(ddname, '@');
1300                 if (cp != NULL)
1301                         *cp = '\0';
1302
1303                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
1304                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
1305                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, NULL,
1306                     crypto_args, &dcp));
1307                 err = spa_keystore_load_wkey(ddname, dcp, B_FALSE);
1308                 dsl_crypto_params_free(dcp, B_FALSE);
1309                 fnvlist_free(crypto_args);
1310
1311                 if (err != 0)
1312                         return (err);
1313
1314                 err = dmu_objset_own(name, type, readonly, decrypt, tag, osp);
1315         }
1316
1317         return (err);
1318 }
1319
1320
1321 /*
1322  * Object and range lock mechanics
1323  */
1324 typedef struct {
1325         list_node_t z_lnode;
1326         zfs_refcount_t z_refcnt;
1327         uint64_t z_object;
1328         zfs_rlock_t z_range_lock;
1329 } ztest_znode_t;
1330
1331 typedef struct {
1332         rl_t *z_rl;
1333         ztest_znode_t *z_ztznode;
1334 } ztest_zrl_t;
1335
1336 static ztest_znode_t *
1337 ztest_znode_init(uint64_t object)
1338 {
1339         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1340
1341         list_link_init(&zp->z_lnode);
1342         refcount_create(&zp->z_refcnt);
1343         zp->z_object = object;
1344         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1345
1346         return (zp);
1347 }
1348
1349 static void
1350 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1351 {
1352         ASSERT(refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1353         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1354         zp->z_object = 0;
1355         refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1356         list_link_init(&zp->z_lnode);
1357         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1358 }
1359
1360 static void
1361 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1362 {
1363         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1364         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1365             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1366 }
1367
1368 static void
1369 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1370 {
1371         list_destroy(&zll->z_list);
1372         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1373 }
1374
1375 #define RL_TAG "range_lock"
1376 static ztest_znode_t *
1377 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1378 {
1379         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1380         ztest_znode_t *zp = NULL;
1381         mutex_enter(&zll->z_lock);
1382         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1383             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1384                 if (zp->z_object == object) {
1385                         zfs_refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1386                         break;
1387                 }
1388         }
1389         if (zp == NULL) {
1390                 zp = ztest_znode_init(object);
1391                 zfs_refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1392                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1393         }
1394         mutex_exit(&zll->z_lock);
1395         return (zp);
1396 }
1397
1398 static void
1399 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1400 {
1401         zll_t *zll = NULL;
1402         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1403         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1404         mutex_enter(&zll->z_lock);
1405         refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1406         if (refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1407                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1408                 ztest_znode_fini(zp);
1409         }
1410         mutex_exit(&zll->z_lock);
1411 }
1412
1413
1414 static void
1415 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1416 {
1417         rll->rll_writer = NULL;
1418         rll->rll_readers = 0;
1419         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1420         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1421 }
1422
1423 static void
1424 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1425 {
1426         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1427         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1428         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1429         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1430 }
1431
1432 static void
1433 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1434 {
1435         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1436
1437         if (type == RL_READER) {
1438                 while (rll->rll_writer != NULL)
1439                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1440                 rll->rll_readers++;
1441         } else {
1442                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1443                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1444                 rll->rll_writer = curthread;
1445         }
1446
1447         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1448 }
1449
1450 static void
1451 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1452 {
1453         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1454
1455         if (rll->rll_writer) {
1456                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1457                 rll->rll_writer = NULL;
1458         } else {
1459                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1460                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1461                 rll->rll_readers--;
1462         }
1463
1464         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1465                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1466
1467         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1468 }
1469
1470 static void
1471 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1472 {
1473         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1474
1475         ztest_rll_lock(rll, type);
1476 }
1477
1478 static void
1479 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1480 {
1481         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1482
1483         ztest_rll_unlock(rll);
1484 }
1485
1486 static ztest_zrl_t *
1487 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1488 {
1489         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1490         zrl->z_rl = rl;
1491         zrl->z_ztznode = zp;
1492         return (zrl);
1493 }
1494
1495 static void
1496 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1497 {
1498         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1499 }
1500
1501 static ztest_zrl_t *
1502 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1503     uint64_t size, rl_type_t type)
1504 {
1505         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1506         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1507             size, type);
1508         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1509 }
1510
1511 static void
1512 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1513 {
1514         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1515         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1516         ztest_zrl_fini(zrl);
1517 }
1518
1519 static void
1520 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1521 {
1522         zd->zd_os = os;
1523         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1524         zd->zd_shared = szd;
1525         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1526         int l;
1527
1528         if (zd->zd_shared != NULL)
1529                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1530
1531         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL));
1532         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1533
1534         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1535                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1536
1537         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1538                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1539 }
1540
1541 static void
1542 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1543 {
1544         int l;
1545
1546         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1547         (void) pthread_rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1548
1549         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1550                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1551
1552         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1553                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1554 }
1555
1556 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1557
1558 static uint64_t
1559 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1560 {
1561         uint64_t txg;
1562         int error;
1563
1564         /*
1565          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1566          */
1567         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1568         if (error) {
1569                 if (error == ERESTART) {
1570                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1571                         dmu_tx_wait(tx);
1572                 } else {
1573                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1574                         ztest_record_enospc(tag);
1575                 }
1576                 dmu_tx_abort(tx);
1577                 return (0);
1578         }
1579         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1580         ASSERT(txg != 0);
1581         return (txg);
1582 }
1583
1584 static void
1585 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1586 {
1587         uint64_t *ip = buf;
1588         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1589
1590         while (ip < ip_end)
1591                 *ip++ = value;
1592 }
1593
1594 #ifndef NDEBUG
1595 static boolean_t
1596 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1597 {
1598         uint64_t *ip = buf;
1599         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1600         uint64_t diff = 0;
1601
1602         while (ip < ip_end)
1603                 diff |= (value - *ip++);
1604
1605         return (diff == 0);
1606 }
1607 #endif
1608
1609 static void
1610 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1611     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1612     uint64_t crtxg)
1613 {
1614         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1615         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1616         bt->bt_object = object;
1617         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1618         bt->bt_offset = offset;
1619         bt->bt_gen = gen;
1620         bt->bt_txg = txg;
1621         bt->bt_crtxg = crtxg;
1622 }
1623
1624 static void
1625 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1626     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1627     uint64_t crtxg)
1628 {
1629         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1630         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1631         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1632         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1633         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1634         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1635         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1636         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1637 }
1638
1639 static ztest_block_tag_t *
1640 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1641 {
1642         dmu_object_info_t doi;
1643         ztest_block_tag_t *bt;
1644
1645         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1646         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1647         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1648         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1649
1650         return (bt);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1655  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1656  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1657  */
1658 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1659         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1660
1661 /*
1662  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1663  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1664  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1665  * interior regions of large dnodes.
1666  */
1667 void
1668 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1669     objset_t *os, uint64_t gen)
1670 {
1671         uint64_t *bonusp;
1672
1673         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1674
1675         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1676                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1677                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1678                 *bonusp = token;
1679         }
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1684  * expected tokens.
1685  */
1686 void
1687 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1688     objset_t *os, uint64_t gen)
1689 {
1690         uint64_t *bonusp;
1691
1692         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1693                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1694                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1695                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1696         }
1697 }
1698
1699 /*
1700  * ZIL logging ops
1701  */
1702
1703 #define lrz_type        lr_mode
1704 #define lrz_blocksize   lr_uid
1705 #define lrz_ibshift     lr_gid
1706 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1707 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1708
1709 static void
1710 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1711 {
1712         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1713         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1714         itx_t *itx;
1715
1716         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1717                 return;
1718
1719         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1720         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1721             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1722
1723         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1724 }
1725
1726 static void
1727 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1728 {
1729         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1730         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1731         itx_t *itx;
1732
1733         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1734                 return;
1735
1736         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1737         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1738             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1739
1740         itx->itx_oid = object;
1741         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1742 }
1743
1744 static void
1745 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1746 {
1747         itx_t *itx;
1748         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1749
1750         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1751                 return;
1752
1753         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1754                 write_state = WR_INDIRECT;
1755
1756         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1757             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1758
1759         if (write_state == WR_COPIED &&
1760             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1761             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1762                 zil_itx_destroy(itx);
1763                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1764                 write_state = WR_NEED_COPY;
1765         }
1766         itx->itx_private = zd;
1767         itx->itx_wr_state = write_state;
1768         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1769
1770         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1771             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1772
1773         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1774 }
1775
1776 static void
1777 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1778 {
1779         itx_t *itx;
1780
1781         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1782                 return;
1783
1784         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1785         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1786             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1787
1788         itx->itx_sync = B_FALSE;
1789         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1790 }
1791
1792 static void
1793 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1794 {
1795         itx_t *itx;
1796
1797         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1798                 return;
1799
1800         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1801         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1802             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1803
1804         itx->itx_sync = B_FALSE;
1805         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * ZIL replay ops
1810  */
1811 static int
1812 ztest_replay_create(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1813 {
1814         ztest_ds_t *zd = arg1;
1815         lr_create_t *lr = arg2;
1816         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1817         objset_t *os = zd->zd_os;
1818         ztest_block_tag_t *bbt;
1819         dmu_buf_t *db;
1820         dmu_tx_t *tx;
1821         uint64_t txg;
1822         int error = 0;
1823         int bonuslen;
1824
1825         if (byteswap)
1826                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1827
1828         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1829         ASSERT(name[0] != '\0');
1830
1831         tx = dmu_tx_create(os);
1832
1833         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1834
1835         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1836                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1837         } else {
1838                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1839         }
1840
1841         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1842         if (txg == 0)
1843                 return (ENOSPC);
1844
1845         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1846         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1847
1848         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1849                 if (lr->lr_foid == 0) {
1850                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1851                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1852                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1853                 } else {
1854                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1855                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1856                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1857                 }
1858         } else {
1859                 if (lr->lr_foid == 0) {
1860                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1861                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1862                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1863                 } else {
1864                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1865                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1866                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1867                 }
1868         }
1869
1870         if (error) {
1871                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1872                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1873                 dmu_tx_commit(tx);
1874                 return (error);
1875         }
1876
1877         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1878
1879         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1880                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1881                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1882
1883         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1884         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1885         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1886         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1887             lr->lr_gen, txg, txg);
1888         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1889         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1890
1891         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1892             &lr->lr_foid, tx));
1893
1894         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1895
1896         dmu_tx_commit(tx);
1897
1898         return (0);
1899 }
1900
1901 static int
1902 ztest_replay_remove(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1903 {
1904         ztest_ds_t *zd = arg1;
1905         lr_remove_t *lr = arg2;
1906         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1907         objset_t *os = zd->zd_os;
1908         dmu_object_info_t doi;
1909         dmu_tx_t *tx;
1910         uint64_t object, txg;
1911
1912         if (byteswap)
1913                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1914
1915         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1916         ASSERT(name[0] != '\0');
1917
1918         VERIFY3U(0, ==,
1919             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1920         ASSERT(object != 0);
1921
1922         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1923
1924         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1925
1926         tx = dmu_tx_create(os);
1927
1928         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1929         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1930
1931         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1932         if (txg == 0) {
1933                 ztest_object_unlock(zd, object);
1934                 return (ENOSPC);
1935         }
1936
1937         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1938                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1939         } else {
1940                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1941         }
1942
1943         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1944
1945         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1946
1947         dmu_tx_commit(tx);
1948
1949         ztest_object_unlock(zd, object);
1950
1951         return (0);
1952 }
1953
1954 static int
1955 ztest_replay_write(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
1956 {
1957         ztest_ds_t *zd = arg1;
1958         lr_write_t *lr = arg2;
1959         objset_t *os = zd->zd_os;
1960         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1961         uint64_t offset, length;
1962         ztest_block_tag_t *bt = data;
1963         ztest_block_tag_t *bbt;
1964         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1965         dmu_object_info_t doi;
1966         dmu_tx_t *tx;
1967         dmu_buf_t *db;
1968         arc_buf_t *abuf = NULL;
1969         ztest_zrl_t *rl;
1970
1971         if (byteswap)
1972                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1973
1974         offset = lr->lr_offset;
1975         length = lr->lr_length;
1976
1977         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1978         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1979                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1980                 if (length < blocksize) {
1981                         offset -= offset % blocksize;
1982                         length = blocksize;
1983                 }
1984         }
1985
1986         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1987                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1988
1989         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1990                 bt = NULL;
1991
1992         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1993         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1994
1995         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1996
1997         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1998
1999         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2000         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2001         gen = bbt->bt_gen;
2002         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2003         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2004
2005         tx = dmu_tx_create(os);
2006
2007         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
2008
2009         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
2010             P2PHASE(offset, length) == 0)
2011                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
2012
2013         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2014         if (txg == 0) {
2015                 if (abuf != NULL)
2016                         dmu_return_arcbuf(abuf);
2017                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2018                 ztest_range_unlock(zd, rl);
2019                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2020                 return (ENOSPC);
2021         }
2022
2023         if (bt != NULL) {
2024                 /*
2025                  * Usually, verify the old data before writing new data --
2026                  * but not always, because we also want to verify correct
2027                  * behavior when the data was not recently read into cache.
2028                  */
2029                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
2030                 if (ztest_random(4) != 0) {
2031                         int prefetch = ztest_random(2) ?
2032                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
2033                         ztest_block_tag_t rbt;
2034
2035                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
2036                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
2037                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
2038                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
2039                                     offset, gen, txg, crtxg);
2040                         }
2041                 }
2042
2043                 /*
2044                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
2045                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
2046                  * open-context data, which may be different than the data
2047                  * as it was when the write was generated.
2048                  */
2049                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2050                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
2051                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
2052                             bt->bt_crtxg);
2053                 }
2054
2055                 /*
2056                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
2057                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
2058                  */
2059                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
2060                     crtxg);
2061         }
2062
2063         if (abuf == NULL) {
2064                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
2065         } else {
2066                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
2067                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(db, offset, abuf, tx);
2068         }
2069
2070         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
2071
2072         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2073
2074         dmu_tx_commit(tx);
2075
2076         ztest_range_unlock(zd, rl);
2077         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2078
2079         return (0);
2080 }
2081
2082 static int
2083 ztest_replay_truncate(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2084 {
2085         ztest_ds_t *zd = arg1;
2086         lr_truncate_t *lr = arg2;
2087         objset_t *os = zd->zd_os;
2088         dmu_tx_t *tx;
2089         uint64_t txg;
2090         ztest_zrl_t *rl;
2091
2092         if (byteswap)
2093                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2094
2095         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
2096         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
2097             RL_WRITER);
2098
2099         tx = dmu_tx_create(os);
2100
2101         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
2102
2103         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2104         if (txg == 0) {
2105                 ztest_range_unlock(zd, rl);
2106                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2107                 return (ENOSPC);
2108         }
2109
2110         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
2111             lr->lr_length, tx) == 0);
2112
2113         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
2114
2115         dmu_tx_commit(tx);
2116
2117         ztest_range_unlock(zd, rl);
2118         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2119
2120         return (0);
2121 }
2122
2123 static int
2124 ztest_replay_setattr(void *arg1, void *arg2, boolean_t byteswap)
2125 {
2126         ztest_ds_t *zd = arg1;
2127         lr_setattr_t *lr = arg2;
2128         objset_t *os = zd->zd_os;
2129         dmu_tx_t *tx;
2130         dmu_buf_t *db;
2131         ztest_block_tag_t *bbt;
2132         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
2133
2134         if (byteswap)
2135                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
2136
2137         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
2138
2139         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
2140
2141         tx = dmu_tx_create(os);
2142         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
2143
2144         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2145         if (txg == 0) {
2146                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2147                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2148                 return (ENOSPC);
2149         }
2150
2151         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2152         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2153         crtxg = bbt->bt_crtxg;
2154         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
2155         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
2156
2157         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
2158                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
2159                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
2160                 ASSERT(lrtxg != 0);
2161         } else {
2162                 /*
2163                  * Randomly change the size and increment the generation.
2164                  */
2165                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2166                     sizeof (*bbt);
2167                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2168                 ASSERT(lrtxg == 0);
2169         }
2170
2171         /*
2172          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2173          */
2174         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2175             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2176
2177         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2178
2179         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2180         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2181         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2182         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2183
2184         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2185             txg, crtxg);
2186         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2187         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2188
2189         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2190
2191         dmu_tx_commit(tx);
2192
2193         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2194
2195         return (0);
2196 }
2197
2198 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2199         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
2200         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
2201         NULL,                   /* TX_MKDIR */
2202         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
2203         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
2204         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
2205         NULL,                   /* TX_RMDIR */
2206         NULL,                   /* TX_LINK */
2207         NULL,                   /* TX_RENAME */
2208         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
2209         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
2210         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
2211         NULL,                   /* TX_ACL */
2212         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
2213         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
2214         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2215         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
2216         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
2217         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2218         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
2219 };
2220
2221 /*
2222  * ZIL get_data callbacks
2223  */
2224 typedef struct ztest_zgd_private {
2225         ztest_ds_t *z_zd;
2226         ztest_zrl_t *z_rl;
2227         uint64_t z_object;
2228 } ztest_zgd_private_t;
2229
2230 static void
2231 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2232 {
2233         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2234         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2235         uint64_t object = zzp->z_object;
2236
2237         if (zgd->zgd_db)
2238                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2239
2240         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2241         ztest_object_unlock(zd, object);
2242
2243         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2244                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
2245
2246         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2247         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2248 }
2249
2250 static int
2251 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, struct lwb *lwb,
2252     zio_t *zio)
2253 {
2254         ztest_ds_t *zd = arg;
2255         objset_t *os = zd->zd_os;
2256         uint64_t object = lr->lr_foid;
2257         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2258         uint64_t size = lr->lr_length;
2259         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2260         uint64_t crtxg;
2261         dmu_object_info_t doi;
2262         dmu_buf_t *db;
2263         zgd_t *zgd;
2264         int error;
2265         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2266
2267         ASSERT3P(lwb, !=, NULL);
2268         ASSERT3P(zio, !=, NULL);
2269         ASSERT3U(size, !=, 0);
2270
2271         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2272         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2273         if (error) {
2274                 ztest_object_unlock(zd, object);
2275                 return (error);
2276         }
2277
2278         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2279
2280         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2281                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2282                 ztest_object_unlock(zd, object);
2283                 return (ENOENT);
2284         }
2285
2286         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2287         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2288         db = NULL;
2289
2290         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2291         zgd->zgd_lwb = lwb;
2292         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2293         zgd_private->z_zd = zd;
2294         zgd_private->z_object = object;
2295         zgd->zgd_private = zgd_private;
2296
2297         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2298                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2299                     RL_READER);
2300                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2301
2302                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2303                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2304                 ASSERT(error == 0);
2305         } else {
2306                 size = doi.doi_data_block_size;
2307                 if (ISP2(size)) {
2308                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2309                 } else {
2310                         ASSERT(offset < size);
2311                         offset = 0;
2312                 }
2313
2314                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2315                     RL_READER);
2316                 zgd->zgd_rl = zgd_private->z_rl->z_rl;
2317
2318                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2319                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2320
2321                 if (error == 0) {
2322                         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2323
2324                         zgd->zgd_db = db;
2325                         zgd->zgd_bp = bp;
2326
2327                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2328                         ASSERT(db->db_size == size);
2329
2330                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2331                             ztest_get_done, zgd);
2332
2333                         if (error == 0)
2334                                 return (0);
2335                 }
2336         }
2337
2338         ztest_get_done(zgd, error);
2339
2340         return (error);
2341 }
2342
2343 static void *
2344 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2345 {
2346         char *lr;
2347         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2348
2349         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2350
2351         if (name)
2352                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2353
2354         return (lr);
2355 }
2356
2357 void
2358 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2359 {
2360         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2361
2362         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2367  */
2368 static int
2369 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2370 {
2371         int missing = 0;
2372         int error;
2373         int i;
2374
2375         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2376
2377         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2378                 od->od_object = 0;
2379                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2380                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2381                 if (error) {
2382                         ASSERT(error == ENOENT);
2383                         ASSERT(od->od_object == 0);
2384                         missing++;
2385                 } else {
2386                         dmu_buf_t *db;
2387                         ztest_block_tag_t *bbt;
2388                         dmu_object_info_t doi;
2389
2390                         ASSERT(od->od_object != 0);
2391                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2392
2393                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2394                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2395                             od->od_object, FTAG, &db));
2396                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2397                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2398                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2399                         od->od_type = doi.doi_type;
2400                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2401                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2402                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2403                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2404                 }
2405         }
2406
2407         return (missing);
2408 }
2409
2410 static int
2411 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2412 {
2413         int missing = 0;
2414         int i;
2415
2416         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2417
2418         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2419                 if (missing) {
2420                         od->od_object = 0;
2421                         missing++;
2422                         continue;
2423                 }
2424
2425                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2426
2427                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2428                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2429                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2430                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2431                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2432                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2433                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2434                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2435                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2436
2437                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2438                         ASSERT(missing == 0);
2439                         od->od_object = 0;
2440                         missing++;
2441                 } else {
2442                         od->od_object = lr->lr_foid;
2443                         od->od_type = od->od_crtype;
2444                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2445                         od->od_gen = od->od_crgen;
2446                         ASSERT(od->od_object != 0);
2447                 }
2448
2449                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2450         }
2451
2452         return (missing);
2453 }
2454
2455 static int
2456 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2457 {
2458         int missing = 0;
2459         int error;
2460         int i;
2461
2462         ASSERT(MUTEX_HELD(&zd->zd_dirobj_lock));
2463
2464         od += count - 1;
2465
2466         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2467                 if (missing) {
2468                         missing++;
2469                         continue;
2470                 }
2471
2472                 /*
2473                  * No object was found.
2474                  */
2475                 if (od->od_object == 0)
2476                         continue;
2477
2478                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2479
2480                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2481
2482                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2483                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2484                         missing++;
2485                 } else {
2486                         od->od_object = 0;
2487                 }
2488                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2489         }
2490
2491         return (missing);
2492 }
2493
2494 static int
2495 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2496     void *data)
2497 {
2498         lr_write_t *lr;
2499         int error;
2500
2501         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2502
2503         lr->lr_foid = object;
2504         lr->lr_offset = offset;
2505         lr->lr_length = size;
2506         lr->lr_blkoff = 0;
2507         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2508
2509         bcopy(data, lr + 1, size);
2510
2511         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2512
2513         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2514
2515         return (error);
2516 }
2517
2518 static int
2519 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2520 {
2521         lr_truncate_t *lr;
2522         int error;
2523
2524         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2525
2526         lr->lr_foid = object;
2527         lr->lr_offset = offset;
2528         lr->lr_length = size;
2529
2530         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2531
2532         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2533
2534         return (error);
2535 }
2536
2537 static int
2538 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2539 {
2540         lr_setattr_t *lr;
2541         int error;
2542
2543         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2544
2545         lr->lr_foid = object;
2546         lr->lr_size = 0;
2547         lr->lr_mode = 0;
2548
2549         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2550
2551         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2552
2553         return (error);
2554 }
2555
2556 static void
2557 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2558 {
2559         objset_t *os = zd->zd_os;
2560         dmu_tx_t *tx;
2561         uint64_t txg;
2562         ztest_zrl_t *rl;
2563
2564         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2565
2566         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2567         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2568
2569         tx = dmu_tx_create(os);
2570
2571         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2572
2573         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2574
2575         if (txg != 0) {
2576                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2577                 dmu_tx_commit(tx);
2578                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2579         } else {
2580                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2581         }
2582
2583         ztest_range_unlock(zd, rl);
2584         ztest_object_unlock(zd, object);
2585 }
2586
2587 static void
2588 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2589 {
2590         int err;
2591         ztest_block_tag_t wbt;
2592         dmu_object_info_t doi;
2593         enum ztest_io_type io_type;
2594         uint64_t blocksize;
2595         void *data;
2596
2597         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2598         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2599         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2600
2601         /*
2602          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2603          */
2604         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2605         if (ztest_random(2) == 0)
2606                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2607
2608         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2609
2610         switch (io_type) {
2611
2612         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2613                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2614                     offset, 0, 0, 0);
2615                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2616                 break;
2617
2618         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2619                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2620                 if (ztest_random(2) == 0) {
2621                         /*
2622                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2623                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2624                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2625                          */
2626                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2627                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2628                 }
2629                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2630                 break;
2631
2632         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2633                 bzero(data, blocksize);
2634                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2635                 break;
2636
2637         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2638                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2639                 break;
2640
2641         case ZTEST_IO_SETATTR:
2642                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2643                 break;
2644         default:
2645                 break;
2646
2647         case ZTEST_IO_REWRITE:
2648                 (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2649                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2650                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2651                     B_FALSE);
2652                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2653                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2654                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2655                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2656                     B_FALSE);
2657                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2658                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2659
2660                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2661                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2662
2663                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2664                 break;
2665         }
2666
2667         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2668
2669         umem_free(data, blocksize);
2670 }
2671
2672 /*
2673  * Initialize an object description template.
2674  */
2675 static void
2676 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2677     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2678     uint64_t gen)
2679 {
2680         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2681         od->od_object = 0;
2682
2683         od->od_crtype = type;
2684         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2685         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2686         od->od_crgen = gen;
2687
2688         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2689         od->od_blocksize = 0;
2690         od->od_gen = 0;
2691
2692         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2693             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2698  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2699  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2700  * use the existing objects.
2701  */
2702 static int
2703 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2704 {
2705         int count = size / sizeof (*od);
2706         int rv = 0;
2707
2708         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2709         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2710             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2711             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2712                 rv = -1;
2713         zd->zd_od = od;
2714         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2715
2716         return (rv);
2717 }
2718
2719 /* ARGSUSED */
2720 void
2721 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2722 {
2723         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2724
2725         (void) pthread_rwlock_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2726
2727         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2728
2729         /*
2730          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2731          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2732          * will verify that the log really does contain this record.
2733          */
2734         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2735         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2736         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2737         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2738         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2739
2740         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2741 }
2742
2743 /*
2744  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2745  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2746  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2747  */
2748 /* ARGSUSED */
2749 void
2750 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2751 {
2752         objset_t *os = zd->zd_os;
2753
2754         /*
2755          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2756          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2757          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2758          */
2759         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2760         (void) pthread_rwlock_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2761
2762         /* zfsvfs_teardown() */
2763         zil_close(zd->zd_zilog);
2764
2765         /* zfsvfs_setup() */
2766         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2767         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2768
2769         (void) pthread_rwlock_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2770         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2775  * or create a pool with a bad vdev spec.
2776  */
2777 /* ARGSUSED */
2778 void
2779 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2780 {
2781         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2782         spa_t *spa;
2783         nvlist_t *nvroot;
2784
2785         if (zo->zo_mmp_test)
2786                 return;
2787
2788         /*
2789          * Attempt to create using a bad file.
2790          */
2791         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2792         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2793             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2794         nvlist_free(nvroot);
2795
2796         /*
2797          * Attempt to create using a bad mirror.
2798          */
2799         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 2, 1);
2800         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2801             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2802         nvlist_free(nvroot);
2803
2804         /*
2805          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2806          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2807          */
2808         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
2809         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, NULL, 0, 0, 1);
2810         VERIFY3U(EEXIST, ==,
2811             spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2812         nvlist_free(nvroot);
2813         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2814         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2815         spa_close(spa, FTAG);
2816
2817         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Start and then stop the MMP threads to ensure the startup and shutdown code
2822  * works properly.  Actual protection and property-related code tested via ZTS.
2823  */
2824 /* ARGSUSED */
2825 void
2826 ztest_mmp_enable_disable(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2827 {
2828         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2829         spa_t *spa = ztest_spa;
2830
2831         if (zo->zo_mmp_test)
2832                 return;
2833
2834         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2835         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2836
2837         zfs_multihost_fail_intervals = 0;
2838
2839         if (!spa_multihost(spa)) {
2840                 spa->spa_multihost = B_TRUE;
2841                 mmp_thread_start(spa);
2842         }
2843
2844         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2845         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2846
2847         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2848         mmp_signal_all_threads();
2849         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2850
2851         spa_config_enter(spa, SCL_CONFIG, FTAG, RW_READER);
2852         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2853
2854         if (spa_multihost(spa)) {
2855                 mmp_thread_stop(spa);
2856                 spa->spa_multihost = B_FALSE;
2857         }
2858
2859         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2860         spa_config_exit(spa, SCL_CONFIG, FTAG);
2861 }
2862
2863 /* ARGSUSED */
2864 void
2865 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2866 {
2867         spa_t *spa;
2868         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2869         uint64_t version, newversion;
2870         nvlist_t *nvroot, *props;
2871         char *name;
2872
2873         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
2874                 return;
2875
2876         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2877         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2878
2879         /*
2880          * Clean up from previous runs.
2881          */
2882         (void) spa_destroy(name);
2883
2884         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2885             NULL, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2886
2887         /*
2888          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2889          * the initial version is capable of supporting that feature.
2890          */
2891         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2892         case 0:
2893         case 1:
2894                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2895                 break;
2896         case 2:
2897                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2898                 break;
2899         case 3:
2900                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2901                 break;
2902         }
2903
2904         /*
2905          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2906          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2907          */
2908         do {
2909                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2910         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2911
2912         props = fnvlist_alloc();
2913         fnvlist_add_uint64(props,
2914             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2915         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL), ==, 0);
2916         fnvlist_free(nvroot);
2917         fnvlist_free(props);
2918
2919         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2920         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2921         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2922
2923         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2924                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2925                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2926         }
2927
2928         spa_upgrade(spa, newversion);
2929         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2930         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2931             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2932         spa_close(spa, FTAG);
2933
2934         strfree(name);
2935         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2936 }
2937
2938 static void
2939 ztest_spa_checkpoint(spa_t *spa)
2940 {
2941         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2942
2943         int error = spa_checkpoint(spa->spa_name);
2944
2945         switch (error) {
2946         case 0:
2947         case ZFS_ERR_DEVRM_IN_PROGRESS:
2948         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2949         case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
2950                 break;
2951         case ENOSPC:
2952                 ztest_record_enospc(FTAG);
2953                 break;
2954         default:
2955                 fatal(0, "spa_checkpoint(%s) = %d", spa->spa_name, error);
2956         }
2957 }
2958
2959 static void
2960 ztest_spa_discard_checkpoint(spa_t *spa)
2961 {
2962         ASSERT(MUTEX_HELD(&ztest_checkpoint_lock));
2963
2964         int error = spa_checkpoint_discard(spa->spa_name);
2965
2966         switch (error) {
2967         case 0:
2968         case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
2969         case ZFS_ERR_NO_CHECKPOINT:
2970                 break;
2971         default:
2972                 fatal(0, "spa_discard_checkpoint(%s) = %d",
2973                     spa->spa_name, error);
2974         }
2975
2976 }
2977
2978 /* ARGSUSED */
2979 void
2980 ztest_spa_checkpoint_create_discard(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2981 {
2982         spa_t *spa = ztest_spa;
2983
2984         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
2985         if (ztest_random(2) == 0) {
2986                 ztest_spa_checkpoint(spa);
2987         } else {
2988                 ztest_spa_discard_checkpoint(spa);
2989         }
2990         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
2991 }
2992
2993
2994 static vdev_t *
2995 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2996 {
2997         vdev_t *mvd;
2998         int c;
2999
3000         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
3001                 return (vd);
3002
3003         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
3004                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
3005                     NULL)
3006                         return (mvd);
3007
3008         return (NULL);
3009 }
3010
3011 /*
3012  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
3013  */
3014 int
3015 find_vdev_hole(spa_t *spa)
3016 {
3017         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3018         int c;
3019
3020         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
3021
3022         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
3023                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
3024
3025                 if (cvd->vdev_ishole)
3026                         break;
3027         }
3028         return (c);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Verify that vdev_add() works as expected.
3033  */
3034 /* ARGSUSED */
3035 void
3036 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3037 {
3038         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3039         spa_t *spa = ztest_spa;
3040         uint64_t leaves;
3041         uint64_t guid;
3042         nvlist_t *nvroot;
3043         int error;
3044
3045         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3046                 return;
3047
3048         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3049         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3050
3051         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3052
3053         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
3054
3055         /*
3056          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
3057          */
3058         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
3059                 metaslab_group_t *mg;
3060
3061                 /*
3062                  * find the first real slog in log allocation class
3063                  */
3064                 mg =  spa_log_class(spa)->mc_rotor;
3065                 while (!mg->mg_vd->vdev_islog)
3066                         mg = mg->mg_next;
3067
3068                 guid = mg->mg_vd->vdev_guid;
3069
3070                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3071
3072                 /*
3073                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
3074                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
3075                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
3076                  * grab a reference on the dataset which may cause
3077                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
3078                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
3079                  */
3080                 pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3081                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3082                 pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3083
3084                 switch (error) {
3085                 case 0:
3086                 case EEXIST:    /* Generic zil_reset() error */
3087                 case EBUSY:     /* Replay required */
3088                 case EACCES:    /* Crypto key not loaded */
3089                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3090                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3091                         break;
3092                 default:
3093                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
3094                 }
3095         } else {
3096                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3097
3098                 /*
3099                  * Make 1/4 of the devices be log devices
3100                  */
3101                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
3102                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0, (ztest_random(4) == 0) ?
3103                     "log" : NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
3104
3105                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3106                 nvlist_free(nvroot);
3107
3108                 switch (error) {
3109                 case 0:
3110                         break;
3111                 case ENOSPC:
3112                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3113                         break;
3114                 default:
3115                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
3116                 }
3117         }
3118
3119         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3120 }
3121
3122 /* ARGSUSED */
3123 void
3124 ztest_vdev_class_add(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3125 {
3126         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3127         spa_t *spa = ztest_spa;
3128         uint64_t leaves;
3129         nvlist_t *nvroot;
3130         const char *class = (ztest_random(2) == 0) ?
3131             VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL : VDEV_ALLOC_BIAS_DEDUP;
3132         int error;
3133
3134         /*
3135          * By default add a special vdev 50% of the time
3136          */
3137         if ((ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_OFF) ||
3138             (ztest_opts.zo_special_vdevs == ZTEST_VDEV_CLASS_RND &&
3139             ztest_random(2) == 0)) {
3140                 return;
3141         }
3142
3143         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3144
3145         /* Only test with mirrors */
3146         if (zs->zs_mirrors < 2) {
3147                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3148                 return;
3149         }
3150
3151         /* requires feature@allocation_classes */
3152         if (!spa_feature_is_enabled(spa, SPA_FEATURE_ALLOCATION_CLASSES)) {
3153                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3154                 return;
3155         }
3156
3157         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3158
3159         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3160         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
3161         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3162
3163         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
3164             class, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
3165
3166         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3167         nvlist_free(nvroot);
3168
3169         if (error == ENOSPC)
3170                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
3171         else if (error != 0)
3172                 fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
3173
3174         /*
3175          * 50% of the time allow small blocks in the special class
3176          */
3177         if (error == 0 &&
3178             spa_special_class(spa)->mc_groups == 1 && ztest_random(2) == 0) {
3179                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
3180                         (void) printf("Enabling special VDEV small blocks\n");
3181                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
3182                     ZFS_PROP_SPECIAL_SMALL_BLOCKS, 32768, B_FALSE);
3183         }
3184
3185         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3186
3187         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
3188                 metaslab_class_t *mc;
3189
3190                 if (strcmp(class, VDEV_ALLOC_BIAS_SPECIAL) == 0)
3191                         mc = spa_special_class(spa);
3192                 else
3193                         mc = spa_dedup_class(spa);
3194                 (void) printf("Added a %s mirrored vdev (of %d)\n",
3195                     class, (int)mc->mc_groups);
3196         }
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
3201  */
3202 /* ARGSUSED */
3203 void
3204 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3205 {
3206         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3207         spa_t *spa = ztest_spa;
3208         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3209         spa_aux_vdev_t *sav;
3210         char *aux;
3211         char *path;
3212         uint64_t guid = 0;
3213         int error;
3214
3215         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3216                 return;
3217
3218         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3219
3220         if (ztest_random(2) == 0) {
3221                 sav = &spa->spa_spares;
3222                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
3223         } else {
3224                 sav = &spa->spa_l2cache;
3225                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
3226         }
3227
3228         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3229
3230         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3231
3232         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
3233                 /*
3234                  * Pick a random device to remove.
3235                  */
3236                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
3237         } else {
3238                 /*
3239                  * Find an unused device we can add.
3240                  */
3241                 zs->zs_vdev_aux = 0;
3242                 for (;;) {
3243                         int c;
3244                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
3245                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
3246                             zs->zs_vdev_aux);
3247                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
3248                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
3249                                     path) == 0)
3250                                         break;
3251                         if (c == sav->sav_count &&
3252                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
3253                                 break;
3254                         zs->zs_vdev_aux++;
3255                 }
3256         }
3257
3258         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3259
3260         if (guid == 0) {
3261                 /*
3262                  * Add a new device.
3263                  */
3264                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
3265                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, NULL, 0, 0, 1);
3266                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
3267
3268                 switch (error) {
3269                 case 0:
3270                         break;
3271                 default:
3272                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
3273                 }
3274                 nvlist_free(nvroot);
3275         } else {
3276                 /*
3277                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
3278                  * vdev state first to make sure we handle removal
3279                  * of devices that have pending state changes.
3280                  */
3281                 if (ztest_random(2) == 0)
3282                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
3283
3284                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3285
3286                 switch (error) {
3287                 case 0:
3288                 case EBUSY:
3289                 case ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS:
3290                 case ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT:
3291                         break;
3292                 default:
3293                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
3294                 }
3295         }
3296
3297         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3298
3299         umem_free(path, MAXPATHLEN);
3300 }
3301
3302 /*
3303  * split a pool if it has mirror tlvdevs
3304  */
3305 /* ARGSUSED */
3306 void
3307 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3308 {
3309         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3310         spa_t *spa = ztest_spa;
3311         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3312         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
3313         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
3314         int error = 0;
3315
3316         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3317                 return;
3318
3319         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3320
3321         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
3322         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3323                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3324                 return;
3325         }
3326
3327         /* clean up the old pool, if any */
3328         (void) spa_destroy("splitp");
3329
3330         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3331
3332         /* generate a config from the existing config */
3333         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
3334         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
3335             &tree) == 0);
3336         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
3337
3338         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
3339             &children) == 0);
3340
3341         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
3342         for (c = 0; c < children; c++) {
3343                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
3344                 nvlist_t **mchild;
3345                 uint_t mchildren;
3346
3347                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
3348                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
3349                             0) == 0);
3350                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
3351                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
3352                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
3353                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
3354                         if (lastlogid == 0)
3355                                 lastlogid = schildren;
3356                         ++schildren;
3357                         continue;
3358                 }
3359                 lastlogid = 0;
3360                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
3361                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
3362                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
3363         }
3364
3365         /* OK, create a config that can be used to split */
3366         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3367         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
3368             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
3369         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
3370             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
3371
3372         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
3373         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
3374
3375         for (c = 0; c < schildren; c++)
3376                 nvlist_free(schild[c]);
3377         free(schild);
3378         nvlist_free(split);
3379
3380         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3381
3382         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
3383         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
3384         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
3385
3386         nvlist_free(config);
3387
3388         if (error == 0) {
3389                 (void) printf("successful split - results:\n");
3390                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3391                 show_pool_stats(spa);
3392                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3393                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3394                 ++zs->zs_splits;
3395                 --zs->zs_mirrors;
3396         }
3397         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Verify that we can attach and detach devices.
3402  */
3403 /* ARGSUSED */
3404 void
3405 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3406 {
3407         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3408         spa_t *spa = ztest_spa;
3409         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3410         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3411         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3412         nvlist_t *root;
3413         uint64_t leaves;
3414         uint64_t leaf, top;
3415         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3416         uint64_t oldguid, pguid;
3417         uint64_t oldsize, newsize;
3418         char *oldpath, *newpath;
3419         int replacing;
3420         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3421         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3422         int oldvd_is_log;
3423         int error, expected_error;
3424
3425         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
3426                 return;
3427
3428         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3429         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3430
3431         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3432         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3433
3434         spa_config_enter(spa, SCL_ALL, FTAG, RW_WRITER);
3435
3436         /*
3437          * If a vdev is in the process of being removed, its removal may
3438          * finish while we are in progress, leading to an unexpected error
3439          * value.  Don't bother trying to attach while we are in the middle
3440          * of removal.
3441          */
3442         if (ztest_device_removal_active) {
3443                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3444                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3445                 return;
3446         }
3447
3448         /*
3449          * Decide whether to do an attach or a replace.
3450          */
3451         replacing = ztest_random(2);
3452
3453         /*
3454          * Pick a random top-level vdev.
3455          */
3456         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3457
3458         /*
3459          * Pick a random leaf within it.
3460          */
3461         leaf = ztest_random(leaves);
3462
3463         /*
3464          * Locate this vdev.
3465          */
3466         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3467
3468         /* pick a child from the mirror */
3469         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3470                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3471                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3472                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3473         }
3474
3475         /* pick a child out of the raidz group */
3476         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3477                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3478                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3479                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3480         }
3481
3482         /*
3483          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3484          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3485          */
3486         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3487                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3488                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3489                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3490         }
3491
3492         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3493         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3494         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3495         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3496         pvd = oldvd->vdev_parent;
3497         pguid = pvd->vdev_guid;
3498
3499         /*
3500          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3501          */
3502         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3503                 spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3504                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3505                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3506                     error != ENOTSUP && error != ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS &&
3507                     error != ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3508                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3509                 goto out;
3510         }
3511
3512         /*
3513          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3514          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3515          */
3516         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3517                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3518                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3519                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3520         } else {
3521                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3522                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3523                     top * leaves + leaf);
3524                 if (ztest_random(2) == 0)
3525                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3526                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3527         }
3528
3529         if (newvd) {
3530                 /*
3531                  * Reopen to ensure the vdev's asize field isn't stale.
3532                  */
3533                 vdev_reopen(newvd);
3534                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3535         } else {
3536                 /*
3537                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3538                  * If it's smaller, the attach should fail.
3539                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3540                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3541                  */
3542                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3543         }
3544
3545         /*
3546          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3547          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3548          *
3549          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3550          *
3551          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3552          */
3553         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3554             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3555             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3556             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3557                 expected_error = ENOTSUP;
3558         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3559                 expected_error = ENOTSUP;
3560         else if (newvd == oldvd)
3561                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3562         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3563                 expected_error = EBUSY;
3564         else if (newsize < oldsize)
3565                 expected_error = EOVERFLOW;
3566         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3567                 expected_error = EDOM;
3568         else
3569                 expected_error = 0;
3570
3571         spa_config_exit(spa, SCL_ALL, FTAG);
3572
3573         /*
3574          * Build the nvlist describing newpath.
3575          */
3576         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3577             ashift, NULL, 0, 0, 1);
3578
3579         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3580
3581         nvlist_free(root);
3582
3583         /*
3584          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3585          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3586          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3587          */
3588         if (expected_error == ENOTSUP &&
3589             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3590                 expected_error = error;
3591
3592         /*
3593          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3594          */
3595         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3596                 expected_error = error;
3597
3598         if (error == ZFS_ERR_CHECKPOINT_EXISTS ||
3599             error == ZFS_ERR_DISCARDING_CHECKPOINT)
3600                 expected_error = error;
3601
3602         /* XXX workaround 6690467 */
3603         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3604                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3605                     "returned %d, expected %d",
3606                     oldpath, oldsize, newpath,
3607                     newsize, replacing, error, expected_error);
3608         }
3609 out:
3610         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3611
3612         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3613         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3614 }
3615
3616 /* ARGSUSED */
3617 void
3618 ztest_device_removal(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3619 {
3620         spa_t *spa = ztest_spa;
3621         vdev_t *vd;
3622         uint64_t guid;
3623         int error;
3624
3625         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3626
3627         if (ztest_device_removal_active) {
3628                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3629                 return;
3630         }
3631
3632         /*
3633          * Remove a random top-level vdev and wait for removal to finish.
3634          */
3635         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3636         vd = vdev_lookup_top(spa, ztest_random_vdev_top(spa, B_FALSE));
3637         guid = vd->vdev_guid;
3638         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3639
3640         error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
3641         if (error == 0) {
3642                 ztest_device_removal_active = B_TRUE;
3643                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3644
3645                 while (spa->spa_vdev_removal != NULL)
3646                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3647         } else {
3648                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3649                 return;
3650         }
3651
3652         /*
3653          * The pool needs to be scrubbed after completing device removal.
3654          * Failure to do so may result in checksum errors due to the
3655          * strategy employed by ztest_fault_inject() when selecting which
3656          * offset are redundant and can be damaged.
3657          */
3658         error = spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
3659         if (error == 0) {
3660                 while (dsl_scan_scrubbing(spa_get_dsl(spa)))
3661                         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3662         }
3663
3664         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3665         ztest_device_removal_active = B_FALSE;
3666         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3667 }
3668
3669 /*
3670  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3671  */
3672 vdev_t *
3673 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3674 {
3675         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3676         size_t *newsize = arg;
3677         size_t fsize;
3678         int fd;
3679
3680         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3681         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3682
3683         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3684                 return (vd);
3685
3686         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3687         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3688
3689         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3690                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3691                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3692         }
3693         (void) close(fd);
3694         return (NULL);
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3699  */
3700 /* ARGSUSED */
3701 vdev_t *
3702 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3703 {
3704         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3705         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3706         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3707         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3708         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3709         int error;
3710
3711         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3712         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3713
3714         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3715         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3716         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3717         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3718
3719         /*
3720          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3721          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3722          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3723          */
3724         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3725                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3726                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3727                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3728                 }
3729                 return (vd);
3730         }
3731         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3732
3733         /*
3734          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3735          * still talking to the original vdev. It's possible this
3736          * vdev may have been detached/replaced while we were
3737          * trying to online it.
3738          */
3739         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3740                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3741                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3742                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3743                             "got gen %llu\n",
3744                             (u_longlong_t)guid,
3745                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3746                             (u_longlong_t)generation,
3747                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3748                 }
3749                 return (vd);
3750         }
3751         return (NULL);
3752 }
3753
3754 /*
3755  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3756  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3757  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3758  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3759  * leaf vdev we encounter.
3760  */
3761 vdev_t *
3762 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3763 {
3764         uint_t c;
3765
3766         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3767                 if (func == NULL)
3768                         return (vd);
3769                 else
3770                         return (func(vd, arg));
3771         }
3772
3773         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3774                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3775                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3776                         return (cvd);
3777         }
3778         return (NULL);
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3783  */
3784 /* ARGSUSED */
3785 void
3786 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3787 {
3788         spa_t *spa = ztest_spa;
3789         vdev_t *vd, *tvd;
3790         metaslab_class_t *mc;
3791         metaslab_group_t *mg;
3792         size_t psize, newsize;
3793         uint64_t top;
3794         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3795
3796         mutex_enter(&ztest_checkpoint_lock);
3797         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3798         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3799
3800         /*
3801          * If there is a vdev removal in progress, it could complete while
3802          * we are running, in which case we would not be able to verify
3803          * that the metaslab_class space increased (because it decreases
3804          * when the device removal completes).
3805          */
3806         if (ztest_device_removal_active) {
3807                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3808                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3809                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3810                 return;
3811         }
3812
3813         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3814
3815         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3816         mg = tvd->vdev_mg;
3817         mc = mg->mg_class;
3818         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3819         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3820
3821         /*
3822          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3823          * our top-level device.
3824          */
3825         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3826         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3827         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3828
3829         psize = vd->vdev_psize;
3830
3831         /*
3832          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3833          * original size, and it has a valid psize.
3834          */
3835         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3836             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3837                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3838                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3839                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3840                 return;
3841         }
3842         ASSERT(psize > 0);
3843         newsize = psize + MAX(psize / 8, SPA_MAXBLOCKSIZE);
3844         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3845
3846         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3847                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3848                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3849         }
3850
3851         /*
3852          * Growing the vdev is a two step process:
3853          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3854          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3855          */
3856         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3857             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3858             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3859                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3860                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3861                             "the vdev configuration changed.\n");
3862                 }
3863                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3864                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3865                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3866                 return;
3867         }
3868
3869         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3870
3871         /*
3872          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3873          * thus we must wait for the async thread to complete any
3874          * pending tasks before proceeding.
3875          */
3876         for (;;) {
3877                 boolean_t done;
3878                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3879                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3880                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3881                 if (done)
3882                         break;
3883                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3884                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3885         }
3886
3887         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3888
3889         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3890         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3891         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3892
3893         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3894                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3895                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3896                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3897                 }
3898                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3899                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3900                 mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3901                 return;
3902         }
3903
3904         /*
3905          * Make sure we were able to grow the vdev.
3906          */
3907         if (new_ms_count <= old_ms_count) {
3908                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu < %llu\n",
3909                     old_ms_count, new_ms_count);
3910         }
3911
3912         /*
3913          * Make sure we were able to grow the pool.
3914          */
3915         if (new_class_space <= old_class_space) {
3916                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu < %llu\n",
3917                     old_class_space, new_class_space);
3918         }
3919
3920         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3921                 char oldnumbuf[NN_NUMBUF_SZ], newnumbuf[NN_NUMBUF_SZ];
3922
3923                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf, sizeof (oldnumbuf));
3924                 nicenum(new_class_space, newnumbuf, sizeof (newnumbuf));
3925                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3926                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3927         }
3928
3929         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3930         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3931         mutex_exit(&ztest_checkpoint_lock);
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3936  */
3937 /* ARGSUSED */
3938 static void
3939 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3940 {
3941         /*
3942          * Create the objects common to all ztest datasets.
3943          */
3944         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3945             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3946 }
3947
3948 static int
3949 ztest_dataset_create(char *dsname)
3950 {
3951         int err;
3952         uint64_t rand;
3953         dsl_crypto_params_t *dcp = NULL;
3954
3955         /*
3956          * 50% of the time, we create encrypted datasets
3957          * using a random cipher suite and a hard-coded
3958          * wrapping key.
3959          */
3960         rand = ztest_random(2);
3961         if (rand != 0) {
3962                 nvlist_t *crypto_args = fnvlist_alloc();
3963                 nvlist_t *props = fnvlist_alloc();
3964
3965                 /* slight bias towards the default cipher suite */
3966                 rand = ztest_random(ZIO_CRYPT_FUNCTIONS);
3967                 if (rand < ZIO_CRYPT_AES_128_CCM)
3968                         rand = ZIO_CRYPT_ON;
3969
3970                 fnvlist_add_uint64(props,
3971                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_ENCRYPTION), rand);
3972                 fnvlist_add_uint8_array(crypto_args, "wkeydata",
3973                     (uint8_t *)ztest_wkeydata, WRAPPING_KEY_LEN);
3974
3975                 /*
3976                  * These parameters aren't really used by the kernel. They
3977                  * are simply stored so that userspace knows how to load
3978                  * the wrapping key.
3979                  */
3980                 fnvlist_add_uint64(props,
3981                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYFORMAT), ZFS_KEYFORMAT_RAW);
3982                 fnvlist_add_string(props,
3983                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_KEYLOCATION), "prompt");
3984                 fnvlist_add_uint64(props,
3985                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_SALT), 0ULL);
3986                 fnvlist_add_uint64(props,
3987                     zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_PBKDF2_ITERS), 0ULL);
3988
3989                 VERIFY0(dsl_crypto_params_create_nvlist(DCP_CMD_NONE, props,
3990                     crypto_args, &dcp));
3991
3992                 /*
3993                  * Cycle through all available encryption implementations
3994                  * to verify interoperability.
3995                  */
3996                 VERIFY0(gcm_impl_set("cycle"));
3997                 VERIFY0(aes_impl_set("cycle"));
3998
3999                 fnvlist_free(crypto_args);
4000                 fnvlist_free(props);
4001         }
4002
4003         err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0, dcp,
4004             ztest_objset_create_cb, NULL);
4005         dsl_crypto_params_free(dcp, !!err);
4006
4007         rand = ztest_random(100);
4008         if (err || rand < 80)
4009                 return (err);
4010
4011         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
4012                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
4013         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
4014             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
4015 }
4016
4017 /* ARGSUSED */
4018 static int
4019 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
4020 {
4021         objset_t *os;
4022         dmu_object_info_t doi;
4023         int error;
4024
4025         /*
4026          * Verify that the dataset contains a directory object.
4027          */
4028         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4029             B_TRUE, FTAG, &os));
4030         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
4031         if (error != ENOENT) {
4032                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
4033                 ASSERT0(error);
4034                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
4035                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
4036         }
4037         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4038
4039         /*
4040          * Destroy the dataset.
4041          */
4042         if (strchr(name, '@') != NULL) {
4043                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
4044         } else {
4045                 error = dsl_destroy_head(name);
4046                 /* There could be a hold on this dataset */
4047                 if (error != EBUSY)
4048                         ASSERT0(error);
4049         }
4050         return (0);
4051 }
4052
4053 static boolean_t
4054 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
4055 {
4056         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4057         int error;
4058
4059         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
4060
4061         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4062         if (error == ENOSPC) {
4063                 ztest_record_enospc(FTAG);
4064                 return (B_FALSE);
4065         }
4066         if (error != 0 && error != EEXIST) {
4067                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
4068                     snapname, error);
4069         }
4070         return (B_TRUE);
4071 }
4072
4073 static boolean_t
4074 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
4075 {
4076         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4077         int error;
4078
4079         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
4080             (u_longlong_t)id);
4081
4082         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
4083         if (error != 0 && error != ENOENT)
4084                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
4085         return (B_TRUE);
4086 }
4087
4088 /* ARGSUSED */
4089 void
4090 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4091 {
4092         ztest_ds_t *zdtmp;
4093         int iters;
4094         int error;
4095         objset_t *os, *os2;
4096         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4097         zilog_t *zilog;
4098         int i;
4099
4100         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
4101
4102         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4103
4104         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
4105             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
4106
4107         /*
4108          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
4109          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
4110          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
4111          */
4112         if (ztest_random(2) == 0 &&
4113             ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
4114             B_TRUE, FTAG, &os) == 0) {
4115                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4116                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
4117                 ztest_zd_fini(zdtmp);
4118                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4119                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4120         }
4121
4122         /*
4123          * There may be an old instance of the dataset we're about to
4124          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
4125          * and all of its snapshots.
4126          */
4127         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
4128             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
4129
4130         /*
4131          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
4132          */
4133         VERIFY3U(ENOENT, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
4134             B_TRUE, FTAG, &os));
4135
4136         /*
4137          * Verify that we can create a new dataset.
4138          */
4139         error = ztest_dataset_create(name);
4140         if (error) {
4141                 if (error == ENOSPC) {
4142                         ztest_record_enospc(FTAG);
4143                         goto out;
4144                 }
4145                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
4146         }
4147
4148         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, B_TRUE,
4149             FTAG, &os));
4150
4151         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
4152
4153         /*
4154          * Open the intent log for it.
4155          */
4156         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
4157
4158         /*
4159          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
4160          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
4161          */
4162         iters = ztest_random(5);
4163         for (i = 0; i < iters; i++) {
4164                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
4165                 if (ztest_random(iters) == 0)
4166                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
4167         }
4168
4169         /*
4170          * Verify that we cannot create an existing dataset.
4171          */
4172         VERIFY3U(EEXIST, ==,
4173             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL, NULL));
4174
4175         /*
4176          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
4177          */
4178         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
4179         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
4180
4181         /*
4182          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
4183          */
4184         VERIFY3U(EBUSY, ==, ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER,
4185             B_FALSE, B_TRUE, FTAG, &os2));
4186
4187         zil_close(zilog);
4188         txg_wait_synced(spa_get_dsl(os->os_spa), 0);
4189         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4190         ztest_zd_fini(zdtmp);
4191 out:
4192         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4193
4194         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
4195 }
4196
4197 /*
4198  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
4199  */
4200 void
4201 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4202 {
4203         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4204         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
4205         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
4206         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4207 }
4208
4209 /*
4210  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
4211  */
4212 void
4213 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
4214 {
4215         char *snap1name;
4216         char *clone1name;
4217         char *snap2name;
4218         char *clone2name;
4219         char *snap3name;
4220         int error;
4221
4222         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4223         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4224         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4225         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4226         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4227
4228         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4229             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4230         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4231             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4232         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4233             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4234         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4235             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4236         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4237             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4238
4239         error = dsl_destroy_head(clone2name);
4240         if (error && error != ENOENT)
4241                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
4242         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
4243         if (error && error != ENOENT)
4244                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4245         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
4246         if (error && error != ENOENT)
4247                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4248         error = dsl_destroy_head(clone1name);
4249         if (error && error != ENOENT)
4250                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
4251         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
4252         if (error && error != ENOENT)
4253                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4254
4255         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4256         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4257         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4258         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4259         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4260 }
4261
4262 /*
4263  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
4264  */
4265 void
4266 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4267 {
4268         objset_t *os;
4269         char *snap1name;
4270         char *clone1name;
4271         char *snap2name;
4272         char *clone2name;
4273         char *snap3name;
4274         char *osname = zd->zd_name;
4275         int error;
4276
4277         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4278         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4279         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4280         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4281         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
4282
4283         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
4284
4285         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4286
4287         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4288             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4289         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4290             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4291         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4292             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4293         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4294             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4295         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
4296             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
4297
4298         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
4299         if (error && error != EEXIST) {
4300                 if (error == ENOSPC) {
4301                         ztest_record_enospc(FTAG);
4302                         goto out;
4303                 }
4304                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
4305         }
4306
4307         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
4308         if (error) {
4309                 if (error == ENOSPC) {
4310                         ztest_record_enospc(FTAG);
4311                         goto out;
4312                 }
4313                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
4314         }
4315
4316         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
4317         if (error && error != EEXIST) {
4318                 if (error == ENOSPC) {
4319                         ztest_record_enospc(FTAG);
4320                         goto out;
4321                 }
4322                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
4323         }
4324
4325         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
4326         if (error && error != EEXIST) {
4327                 if (error == ENOSPC) {
4328                         ztest_record_enospc(FTAG);
4329                         goto out;
4330                 }
4331                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
4332         }
4333
4334         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
4335         if (error) {
4336                 if (error == ENOSPC) {
4337                         ztest_record_enospc(FTAG);
4338                         goto out;
4339                 }
4340                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
4341         }
4342
4343         error = ztest_dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE,
4344             FTAG, &os);
4345         if (error)
4346                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
4347         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
4348         if (error == ENOSPC) {
4349                 dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4350                 ztest_record_enospc(FTAG);
4351                 goto out;
4352         }
4353         if (error != EBUSY)
4354                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
4355                     error);
4356         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
4357
4358 out:
4359         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
4360
4361         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
4362
4363         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4364         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4365         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4366         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4367         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
4368 }
4369
4370 #undef OD_ARRAY_SIZE
4371 #define OD_ARRAY_SIZE   4
4372
4373 /*
4374  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
4375  */
4376 void
4377 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4378 {
4379         ztest_od_t *od;
4380         int batchsize;
4381         int size;
4382         int b;
4383
4384         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4385         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4386         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
4387
4388         for (b = 0; b < batchsize; b++)
4389                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
4390                     0, 0, 0);
4391
4392         /*
4393          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
4394          * and do some I/O on the new objects.
4395          */
4396         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
4397                 return;
4398
4399         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
4400                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
4401                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4402
4403         umem_free(od, size);
4404 }
4405
4406 /*
4407  * Rewind the global allocator to verify object allocation backfilling.
4408  */
4409 void
4410 ztest_dmu_object_next_chunk(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4411 {
4412         objset_t *os = zd->zd_os;
4413         int dnodes_per_chunk = 1 << dmu_object_alloc_chunk_shift;
4414         uint64_t object;
4415
4416         /*
4417          * Rewind the global allocator randomly back to a lower object number
4418          * to force backfilling and reclamation of recently freed dnodes.
4419          */
4420         mutex_enter(&os->os_obj_lock);
4421         object = ztest_random(os->os_obj_next_chunk);
4422         os->os_obj_next_chunk = P2ALIGN(object, dnodes_per_chunk);
4423         mutex_exit(&os->os_obj_lock);
4424 }
4425
4426 #undef OD_ARRAY_SIZE
4427 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4428
4429 /*
4430  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
4431  */
4432 void
4433 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4434 {
4435         int size;
4436         ztest_od_t *od;
4437
4438         objset_t *os = zd->zd_os;
4439         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4440         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4441         dmu_tx_t *tx;
4442         int i, freeit, error;
4443         uint64_t n, s, txg;
4444         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
4445         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4446         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
4447         uint64_t regions = 997;
4448         uint64_t stride = 123456789ULL;
4449         uint64_t width = 40;
4450         int free_percent = 5;
4451
4452         /*
4453          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4454          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4455          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4456          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4457          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4458          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4459          *
4460          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4461          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4462          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4463          *
4464          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
4465          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
4466          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
4467          *
4468          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
4469          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
4470          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
4471          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
4472          * tracking which parts of an object are allocated and free,
4473          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
4474          */
4475
4476         /*
4477          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4478          */
4479         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
4480         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4481             chunksize);
4482
4483         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4484                 umem_free(od, size);
4485                 return;
4486         }
4487
4488         bigobj = od[0].od_object;
4489         packobj = od[1].od_object;
4490         chunksize = od[0].od_gen;
4491         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4492
4493         /*
4494          * Prefetch a random chunk of the big object.
4495          * Our aim here is to get some async reads in flight
4496          * for blocks that we may free below; the DMU should
4497          * handle this race correctly.
4498          */
4499         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4500         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
4501         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
4502             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
4503
4504         /*
4505          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4506          */
4507         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4508         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4509
4510         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4511         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4512
4513         bigoff = n * chunksize;
4514         bigsize = s * chunksize;
4515
4516         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4517         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4518
4519         /*
4520          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
4521          * overwriting it.
4522          */
4523         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
4524
4525         /*
4526          * Read the current contents of our objects.
4527          */
4528         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
4529             DMU_READ_PREFETCH);
4530         ASSERT0(error);
4531         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
4532             DMU_READ_PREFETCH);
4533         ASSERT0(error);
4534
4535         /*
4536          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4537          */
4538         tx = dmu_tx_create(os);
4539
4540         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4541
4542         if (freeit)
4543                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4544         else
4545                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4546
4547         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
4548         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
4549
4550         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4551         if (txg == 0) {
4552                 umem_free(packbuf, packsize);
4553                 umem_free(bigbuf, bigsize);
4554                 umem_free(od, size);
4555                 return;
4556         }
4557
4558         enum zio_checksum cksum;
4559         do {
4560                 cksum = (enum zio_checksum)
4561                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
4562         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
4563         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
4564
4565         enum zio_compress comp;
4566         do {
4567                 comp = (enum zio_compress)
4568                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4569         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4570         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4571
4572         /*
4573          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4574          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4575          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4576          * with the new values we want to write out.
4577          */
4578         for (i = 0; i < s; i++) {
4579                 /* LINTED */
4580                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4581                 /* LINTED */
4582                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4583                 /* LINTED */
4584                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4585
4586                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4587                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4588
4589                 if (pack->bw_txg > txg)
4590                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4591                             pack->bw_txg, txg);
4592
4593                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4594                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4595                             pack->bw_index, n, i);
4596
4597                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4598                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4599
4600                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4601                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4602
4603                 if (freeit) {
4604                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4605                 } else {
4606                         pack->bw_index = n + i;
4607                         pack->bw_txg = txg;
4608                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4609                 }
4610                 *bigH = *pack;
4611                 *bigT = *pack;
4612         }
4613
4614         /*
4615          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4616          * Now write them out.
4617          */
4618         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4619
4620         if (freeit) {
4621                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4622                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4623                             " txg %llx\n",
4624                             (u_longlong_t)bigoff,
4625                             (u_longlong_t)bigsize,
4626                             (u_longlong_t)txg);
4627                 }
4628                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4629         } else {
4630                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4631                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4632                             " txg %llx\n",
4633                             (u_longlong_t)bigoff,
4634                             (u_longlong_t)bigsize,
4635                             (u_longlong_t)txg);
4636                 }
4637                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4638         }
4639
4640         dmu_tx_commit(tx);
4641
4642         /*
4643          * Sanity check the stuff we just wrote.
4644          */
4645         {
4646                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4647                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4648
4649                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4650                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4651                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4652                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4653
4654                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4655                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4656
4657                 umem_free(packcheck, packsize);
4658                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4659         }
4660
4661         umem_free(packbuf, packsize);
4662         umem_free(bigbuf, bigsize);
4663         umem_free(od, size);
4664 }
4665
4666 void
4667 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4668     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4669 {
4670         uint64_t i;
4671         bufwad_t *pack;
4672         bufwad_t *bigH;
4673         bufwad_t *bigT;
4674
4675         /*
4676          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4677          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4678          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4679          * with the new values we want to write out.
4680          */
4681         for (i = 0; i < s; i++) {
4682                 /* LINTED */
4683                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4684                 /* LINTED */
4685                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4686                 /* LINTED */
4687                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4688
4689                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4690                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4691
4692                 if (pack->bw_txg > txg)
4693                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4694                             pack->bw_txg, txg);
4695
4696                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4697                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4698                             pack->bw_index, n, i);
4699
4700                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4701                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4702
4703                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4704                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4705
4706                 pack->bw_index = n + i;
4707                 pack->bw_txg = txg;
4708                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4709
4710                 *bigH = *pack;
4711                 *bigT = *pack;
4712         }
4713 }
4714
4715 #undef OD_ARRAY_SIZE
4716 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4717
4718 void
4719 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4720 {
4721         objset_t *os = zd->zd_os;
4722         ztest_od_t *od;
4723         dmu_tx_t *tx;
4724         uint64_t i;
4725         int error;
4726         int size;
4727         uint64_t n, s, txg;
4728         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4729         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4730         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4731         uint64_t chunksize = blocksize;
4732         uint64_t regions = 997;
4733         uint64_t stride = 123456789ULL;
4734         uint64_t width = 9;
4735         dmu_buf_t *bonus_db;
4736         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4737         dmu_object_info_t doi;
4738
4739         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4740         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4741
4742         /*
4743          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4744          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4745          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4746          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4747          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4748          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4749          *
4750          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4751          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4752          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4753          *
4754          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4755          * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() can be tested for object updates.
4756          */
4757
4758         /*
4759          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4760          */
4761         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4762         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4763             chunksize);
4764
4765
4766         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4767                 umem_free(od, size);
4768                 return;
4769         }
4770
4771         bigobj = od[0].od_object;
4772         packobj = od[1].od_object;
4773         blocksize = od[0].od_blocksize;
4774         chunksize = blocksize;
4775         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4776
4777         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4778         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4779         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4780         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4781
4782         /*
4783          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4784          */
4785         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4786         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4787
4788         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4789         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4790
4791         bigoff = n * chunksize;
4792         bigsize = s * chunksize;
4793
4794         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4795         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4796
4797         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4798
4799         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4800
4801         /*
4802          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4803          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4804          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4805          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4806          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4807          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4808          * Iteration 6 one more zcopy write.
4809          */
4810         for (i = 0; i < 7; i++) {
4811                 uint64_t j;
4812                 uint64_t off;
4813
4814                 /*
4815                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4816                  * that don't match bigobj blksz to test
4817                  * dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() when it can't directly
4818                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4819                  */
4820                 for (j = 0; j < s; j++) {
4821                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4822                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4823                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4824                         } else {
4825                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4826                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4827                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4828                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4829                         }
4830                 }
4831
4832                 /*
4833                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4834                  */
4835                 tx = dmu_tx_create(os);
4836
4837                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4838                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4839
4840                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4841                 if (txg == 0) {
4842                         umem_free(packbuf, packsize);
4843                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4844                         for (j = 0; j < s; j++) {
4845                                 if (i != 5 ||
4846                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4847                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4848                                 } else {
4849                                         dmu_return_arcbuf(
4850                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4851                                         dmu_return_arcbuf(
4852                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4853                                 }
4854                         }
4855                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4856                         umem_free(od, size);
4857                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4858                         return;
4859                 }
4860
4861                 /*
4862                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4863                  * test dmu_assign_arcbuf_by_dbuf() for the case when there are
4864                  * no existing dbufs for the specified offsets.
4865                  */
4866                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4867                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4868                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4869                         ASSERT0(error);
4870                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4871                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4872                         ASSERT0(error);
4873                 }
4874                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4875                     n, chunksize, txg);
4876
4877                 /*
4878                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4879                  * Now write them out.
4880                  */
4881                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4882                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4883                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4884                             " txg %llx\n",
4885                             (u_longlong_t)bigoff,
4886                             (u_longlong_t)bigsize,
4887                             (u_longlong_t)txg);
4888                 }
4889                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4890                         dmu_buf_t *dbt;
4891                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4892                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4893                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4894                         } else {
4895                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4896                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4897                                     chunksize / 2);
4898                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4899                                     chunksize / 2,
4900                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4901                                     chunksize / 2);
4902                         }
4903
4904                         if (i == 1) {
4905                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4906                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4907                         }
4908                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4909                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4910                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4911                         } else {
4912                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db, off,
4913                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4914                                 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(bonus_db,
4915                                     off + chunksize / 2,
4916                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4917                         }
4918                         if (i == 1) {
4919                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4920                         }
4921                 }
4922                 dmu_tx_commit(tx);
4923
4924                 /*
4925                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4926                  */
4927                 {
4928                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4929                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4930
4931                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4932                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4933                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4934                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4935
4936                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4937                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4938
4939                         umem_free(packcheck, packsize);
4940                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4941                 }
4942                 if (i == 2) {
4943                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4944                 } else if (i == 3) {
4945                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4946                 }
4947         }
4948
4949         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4950         umem_free(packbuf, packsize);
4951         umem_free(bigbuf, bigsize);
4952         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4953         umem_free(od, size);
4954 }
4955
4956 /* ARGSUSED */
4957 void
4958 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4959 {
4960         ztest_od_t *od;
4961
4962         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4963         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4964             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4965
4966         /*
4967          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4968          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4969          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4970          */
4971         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4972
4973         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4974                 return;
4975
4976         while (ztest_random(10) != 0)
4977                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4978
4979         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4980 }
4981
4982 void
4983 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4984 {
4985         ztest_od_t *od;
4986         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4987             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4988         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4989         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4990         void *data;
4991
4992         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4993
4994         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4995
4996         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4997             !ztest_random(2)) != 0) {
4998                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4999                 return;
5000         }
5001
5002         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
5003                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5004                 return;
5005         }
5006
5007         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
5008
5009         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
5010
5011         while (ztest_random(count) != 0) {
5012                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
5013                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
5014                     data) != 0)
5015                         break;
5016                 while (ztest_random(4) != 0)
5017                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
5018         }
5019
5020         umem_free(data, blocksize);
5021         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5022 }
5023
5024 /*
5025  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
5026  */
5027 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
5028 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
5029 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
5030
5031 void
5032 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5033 {
5034         objset_t *os = zd->zd_os;
5035         ztest_od_t *od;
5036         uint64_t object;
5037         uint64_t txg, last_txg;
5038         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
5039         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
5040         int i, ints;
5041         dmu_tx_t *tx;
5042         char propname[100], txgname[100];
5043         int error;
5044         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
5045
5046         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5047         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5048
5049         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5050             !ztest_random(2)) != 0)
5051                 goto out;
5052
5053         object = od->od_object;
5054
5055         /*
5056          * Generate a known hash collision, and verify that
5057          * we can lookup and remove both entries.
5058          */
5059         tx = dmu_tx_create(os);
5060         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5061         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5062         if (txg == 0)
5063                 goto out;
5064         for (i = 0; i < 2; i++) {
5065                 value[i] = i;
5066                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
5067                     1, &value[i], tx));
5068         }
5069         for (i = 0; i < 2; i++) {
5070                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
5071                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
5072                 VERIFY3U(0, ==,
5073                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
5074                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5075                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5076         }
5077         for (i = 0; i < 2; i++) {
5078                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
5079         }
5080         dmu_tx_commit(tx);
5081
5082         /*
5083          * Generate a buch of random entries.
5084          */
5085         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
5086
5087         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5088         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
5089         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
5090         bzero(value, sizeof (value));
5091         last_txg = 0;
5092
5093         /*
5094          * If these zap entries already exist, validate their contents.
5095          */
5096         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5097         if (error == 0) {
5098                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5099                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
5100
5101                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
5102                     zl_ints, &last_txg) == 0);
5103
5104                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
5105                     &zl_ints) == 0);
5106
5107                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
5108                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
5109
5110                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
5111                     zl_ints, value) == 0);
5112
5113                 for (i = 0; i < ints; i++) {
5114                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
5115                 }
5116         } else {
5117                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5118         }
5119
5120         /*
5121          * Atomically update two entries in our zap object.
5122          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
5123          * in which the property was last updated.  The second
5124          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
5125          * should be txg + object + n.
5126          */
5127         tx = dmu_tx_create(os);
5128         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5129         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5130         if (txg == 0)
5131                 goto out;
5132
5133         if (last_txg > txg)
5134                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
5135
5136         for (i = 0; i < ints; i++)
5137                 value[i] = txg + object + i;
5138
5139         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
5140             1, &txg, tx));
5141         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
5142             ints, value, tx));
5143
5144         dmu_tx_commit(tx);
5145
5146         /*
5147          * Remove a random pair of entries.
5148          */
5149         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
5150         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
5151         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
5152
5153         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
5154
5155         if (error == ENOENT)
5156                 goto out;
5157
5158         ASSERT0(error);
5159
5160         tx = dmu_tx_create(os);
5161         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5162         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5163         if (txg == 0)
5164                 goto out;
5165         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
5166         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
5167         dmu_tx_commit(tx);
5168 out:
5169         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5170 }
5171
5172 /*
5173  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
5174  */
5175 void
5176 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5177 {
5178         objset_t *os = zd->zd_os;
5179         ztest_od_t *od;
5180         uint64_t object, txg;
5181         int i;
5182
5183         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5184         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5185
5186         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
5187             !ztest_random(2)) != 0)
5188                 goto out;
5189         object = od->od_object;
5190
5191         /*
5192          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
5193          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
5194          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
5195          */
5196         for (i = 0; i < 2050; i++) {
5197                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5198                 uint64_t value = i;
5199                 dmu_tx_t *tx;
5200                 int error;
5201
5202                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
5203                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
5204
5205                 tx = dmu_tx_create(os);
5206                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
5207                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5208                 if (txg == 0)
5209                         goto out;
5210                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
5211                     &value, tx);
5212                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5213                 dmu_tx_commit(tx);
5214         }
5215 out:
5216         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5217 }
5218
5219 /* ARGSUSED */
5220 void
5221 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5222 {
5223         objset_t *os = zd->zd_os;
5224         ztest_od_t *od;
5225         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
5226         dmu_tx_t *tx;
5227         int i, namelen, error;
5228         int micro = ztest_random(2);
5229         char name[20], string_value[20];
5230         void *data;
5231
5232         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5233         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
5234
5235         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5236                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5237                 return;
5238         }
5239
5240         object = od->od_object;
5241
5242         /*
5243          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
5244          * x is a random printable character and the dots are dots.
5245          * There are 94 such characters, and the name length goes from
5246          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
5247          */
5248         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
5249
5250         for (i = 0; i < 3; i++)
5251                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
5252         for (; i < namelen - 1; i++)
5253                 name[i] = '.';
5254         name[i] = '\0';
5255
5256         if ((namelen & 1) || micro) {
5257                 wsize = sizeof (txg);
5258                 wc = 1;
5259                 data = &txg;
5260         } else {
5261                 wsize = 1;
5262                 wc = namelen;
5263                 data = string_value;
5264         }
5265
5266         count = -1ULL;
5267         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
5268         ASSERT(count != -1ULL);
5269
5270         /*
5271          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
5272          */
5273         i = ztest_random(5);
5274
5275         if (i >= 2) {
5276                 tx = dmu_tx_create(os);
5277                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
5278                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
5279                 if (txg == 0) {
5280                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5281                         return;
5282                 }
5283                 bcopy(name, string_value, namelen);
5284         } else {
5285                 tx = NULL;
5286                 txg = 0;
5287                 bzero(string_value, namelen);
5288         }
5289
5290         switch (i) {
5291
5292         case 0:
5293                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
5294                 if (error == 0) {
5295                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
5296                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
5297                 } else {
5298                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5299                 }
5300                 break;
5301
5302         case 1:
5303                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
5304                 if (error == 0) {
5305                         if (data == string_value &&
5306                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
5307                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
5308                                     name, data, namelen);
5309                 } else {
5310                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
5311                 }
5312                 break;
5313
5314         case 2:
5315                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
5316                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5317                 break;
5318
5319         case 3:
5320                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
5321                 break;
5322
5323         case 4:
5324                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
5325                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
5326                 break;
5327         }
5328
5329         if (tx != NULL)
5330                 dmu_tx_commit(tx);
5331
5332         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5333 }
5334
5335 /*
5336  * Commit callback data.
5337  */
5338 typedef struct ztest_cb_data {
5339         list_node_t             zcd_node;
5340         uint64_t                zcd_txg;
5341         int                     zcd_expected_err;
5342         boolean_t               zcd_added;
5343         boolean_t               zcd_called;
5344         spa_t                   *zcd_spa;
5345 } ztest_cb_data_t;
5346
5347 /* This is the actual commit callback function */
5348 static void
5349 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
5350 {
5351         ztest_cb_data_t *data = arg;
5352         uint64_t synced_txg;
5353
5354         VERIFY(data != NULL);
5355         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
5356         VERIFY(!data->zcd_called);
5357
5358         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
5359         if (data->zcd_txg > synced_txg)
5360                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
5361                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
5362                     synced_txg);
5363
5364         data->zcd_called = B_TRUE;
5365
5366         if (error == ECANCELED) {
5367                 ASSERT0(data->zcd_txg);
5368                 ASSERT(!data->zcd_added);
5369
5370                 /*
5371                  * The private callback data should be destroyed here, but
5372                  * since we are going to check the zcd_called field after
5373                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
5374                  */
5375                 return;
5376         }
5377
5378         ASSERT(data->zcd_added);
5379         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
5380
5381         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5382
5383         /* See if this cb was called more quickly */
5384         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
5385                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
5386
5387         /* Remove our callback from the list */
5388         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
5389
5390         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5391
5392         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
5393 }
5394
5395 /* Allocate and initialize callback data structure */
5396 static ztest_cb_data_t *
5397 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
5398 {
5399         ztest_cb_data_t *cb_data;
5400
5401         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
5402
5403         cb_data->zcd_txg = txg;
5404         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
5405         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
5406
5407         return (cb_data);
5408 }
5409
5410 /*
5411  * Commit callback test.
5412  */
5413 void
5414 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5415 {
5416         objset_t *os = zd->zd_os;
5417         ztest_od_t *od;
5418         dmu_tx_t *tx;
5419         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
5420         uint64_t old_txg, txg;
5421         int i, error = 0;
5422
5423         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5424         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
5425
5426         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5427                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5428                 return;
5429         }
5430
5431         tx = dmu_tx_create(os);
5432
5433         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
5434         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
5435
5436         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
5437
5438         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
5439         if (ztest_random(100) == 0)
5440                 error = -1;
5441
5442         if (!error)
5443                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
5444
5445         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
5446
5447         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
5448         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5449         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
5450
5451         if (error) {
5452                 /*
5453                  * It's not a strict requirement to call the registered
5454                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
5455                  * it's supposed to happen in the current implementation
5456                  * so we will check for that.
5457                  */
5458                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5459                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
5460                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5461                 }
5462
5463                 dmu_tx_abort(tx);
5464
5465                 for (i = 0; i < 2; i++) {
5466                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
5467                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
5468                 }
5469
5470                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5471                 return;
5472         }
5473
5474         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
5475         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
5476
5477         /*
5478          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
5479          */
5480         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
5481             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
5482
5483         if (old_txg > txg)
5484                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
5485                     old_txg, txg);
5486
5487         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
5488
5489         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5490
5491         /*
5492          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
5493          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
5494          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
5495          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
5496          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
5497          * implementation.
5498          *
5499          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
5500          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
5501          * implementation bug..
5502          */
5503         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
5504         if (tmp_cb != NULL &&
5505             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
5506                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
5507                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
5508         }
5509
5510         /*
5511          * Let's find the place to insert our callbacks.
5512          *
5513          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
5514          * insertion point to not be the end because our txg may already be
5515          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
5516          * (from other objsets) may have sneaked in.
5517          */
5518         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
5519         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
5520                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
5521
5522         /* Add the 3 callbacks to the list */
5523         for (i = 0; i < 3; i++) {
5524                 if (tmp_cb == NULL)
5525                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
5526                 else
5527                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
5528                             cb_data[i]);
5529
5530                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
5531                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
5532
5533                 tmp_cb = cb_data[i];
5534         }
5535
5536         zc_cb_counter += 3;
5537
5538         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5539
5540         dmu_tx_commit(tx);
5541
5542         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5543 }
5544
5545 /*
5546  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
5547  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
5548  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
5549  */
5550 /* ARGSUSED */
5551 void
5552 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5553 {
5554         objset_t *os = zd->zd_os;
5555         uint64_t obj;
5556         int err = 0;
5557
5558         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
5559                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
5560                 dmu_object_info_t doi;
5561                 dmu_buf_t *db;
5562
5563                 ztest_object_lock(zd, obj, RL_READER);
5564                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0) {
5565                         ztest_object_unlock(zd, obj);
5566                         continue;
5567                 }
5568
5569                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5570                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5571                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5572
5573                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5574                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5575                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5576                             bt->bt_crtxg);
5577                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5578                 }
5579
5580                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5581                 ztest_object_unlock(zd, obj);
5582         }
5583 }
5584
5585 /* ARGSUSED */
5586 void
5587 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5588 {
5589         zfs_prop_t proplist[] = {
5590                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5591                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5592                 ZFS_PROP_COPIES,
5593                 ZFS_PROP_DEDUP
5594         };
5595         int p;
5596
5597         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5598
5599         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5600                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5601                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5602
5603         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5604             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5605
5606         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5607 }
5608
5609 /* ARGSUSED */
5610 void
5611 ztest_remap_blocks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5612 {
5613         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5614
5615         int error = dmu_objset_remap_indirects(zd->zd_name);
5616         if (error == ENOSPC)
5617                 error = 0;
5618         ASSERT0(error);
5619
5620         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5621 }
5622
5623 /* ARGSUSED */
5624 void
5625 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5626 {
5627         nvlist_t *props = NULL;
5628
5629         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5630
5631         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5632             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5633
5634         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5635
5636         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5637                 dump_nvlist(props, 4);
5638
5639         nvlist_free(props);
5640
5641         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5642 }
5643
5644 static int
5645 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5646 {
5647         nvlist_t *snaps, *holds;
5648         int error;
5649
5650         snaps = fnvlist_alloc();
5651         holds = fnvlist_alloc();
5652         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5653         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5654         fnvlist_free(holds);
5655         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5656         fnvlist_free(snaps);
5657         return (error);
5658 }
5659
5660 /*
5661  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5662  */
5663 void
5664 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5665 {
5666         int error;
5667         objset_t *os = zd->zd_os;
5668         objset_t *origin;
5669         char snapname[100];
5670         char fullname[100];
5671         char clonename[100];
5672         char tag[100];
5673         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5674         nvlist_t *holds;
5675
5676         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5677
5678         dmu_objset_name(os, osname);
5679
5680         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5681             (u_longlong_t)id);
5682         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5683         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5684             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5685         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5686
5687         /*
5688          * Clean up from any previous run.
5689          */
5690         error = dsl_destroy_head(clonename);
5691         if (error != ENOENT)
5692                 ASSERT0(error);
5693         error = user_release_one(fullname, tag);
5694         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5695                 ASSERT0(error);
5696         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5697         if (error != ENOENT)
5698                 ASSERT0(error);
5699
5700         /*
5701          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5702          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5703          */
5704         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5705         if (error) {
5706                 if (error == ENOSPC) {
5707                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5708                         goto out;
5709                 }
5710                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5711         }
5712
5713         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5714         if (error) {
5715                 if (error == ENOSPC) {
5716                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5717                         goto out;
5718                 }
5719                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5720         }
5721
5722         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5723         if (error) {
5724                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5725                     fullname, error);
5726         }
5727
5728         error = dsl_destroy_head(clonename);
5729         if (error)
5730                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5731
5732         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5733         if (error != ENOENT)
5734                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5735
5736         /*
5737          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5738          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5739          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5740          */
5741         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5742         if (error) {
5743                 if (error == ENOSPC) {
5744                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5745                         goto out;
5746                 }
5747                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5748         }
5749
5750         holds = fnvlist_alloc();
5751         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5752         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5753         fnvlist_free(holds);
5754
5755         if (error == ENOSPC) {
5756                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5757                 goto out;
5758         } else if (error) {
5759                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5760                     fullname, tag, error);
5761         }
5762
5763         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5764         if (error != EBUSY) {
5765                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5766                     fullname, error);
5767         }
5768
5769         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5770         if (error) {
5771                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5772                     fullname, error);
5773         }
5774
5775         error = user_release_one(fullname, tag);
5776         if (error)
5777                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5778
5779         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5780
5781 out:
5782         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5783 }
5784
5785 /*
5786  * Inject random faults into the on-disk data.
5787  */
5788 /* ARGSUSED */
5789 void
5790 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5791 {
5792         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5793         spa_t *spa = ztest_spa;
5794         int fd;
5795         uint64_t offset;
5796         uint64_t leaves;
5797         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5798         uint64_t top, leaf;
5799         char *path0;
5800         char *pathrand;
5801         size_t fsize;
5802         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;
5803         int iters = 1000;
5804         int maxfaults;
5805         int mirror_save;
5806         vdev_t *vd0 = NULL;
5807         uint64_t guid0 = 0;
5808         boolean_t islog = B_FALSE;
5809
5810         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5811         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5812
5813         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5814
5815         /*
5816          * Device removal is in progress, fault injection must be disabled
5817          * until it completes and the pool is scrubbed.  The fault injection
5818          * strategy for damaging blocks does not take in to account evacuated
5819          * blocks which may have already been damaged.
5820          */
5821         if (ztest_device_removal_active) {
5822                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5823                 goto out;
5824         }
5825
5826         maxfaults = MAXFAULTS(zs);
5827         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5828         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5829         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5830
5831         ASSERT(leaves >= 1);
5832
5833         /*
5834          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5835          * which don't like to have their vdevs changed while
5836          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5837          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5838          */
5839         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
5840
5841         /*
5842          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5843          */
5844         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5845
5846         if (ztest_random(2) == 0) {
5847                 /*
5848                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5849                  */
5850                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5851                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5852
5853                 /*
5854                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5855                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5856                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5857                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5858                  */
5859                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5860                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5861                     top * leaves + zs->zs_splits);
5862                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5863                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5864                     top * leaves + leaf);
5865
5866                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5867                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5868                         islog = B_TRUE;
5869
5870                 /*
5871                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5872                  * then we only allow faults on the device that is
5873                  * resilvering.
5874                  */
5875                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5876                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5877                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5878                         /*
5879                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5880                          * or unwriteable, or reach behind its back
5881                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5882                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5883                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5884                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5885                          * combination of this with injection of random data
5886                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5887                          */
5888                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5889
5890                         zfs_dbgmsg("injecting fault to vdev %llu; maxfaults=%d",
5891                             (long long)vd0->vdev_id, (int)maxfaults);
5892
5893                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5894                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5895                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5896                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5897                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5898                         } else {
5899                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5900                         }
5901                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5902                 }
5903         } else {
5904                 /*
5905                  * Inject errors on an l2cache device.
5906                  */
5907                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5908
5909                 if (sav->sav_count == 0) {
5910                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5911                         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5912                         goto out;
5913                 }
5914                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5915                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5916                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5917                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5918
5919                 leaf = 0;
5920                 leaves = 1;
5921                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5922         }
5923
5924         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5925         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5926
5927         /*
5928          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5929          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5930          */
5931         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5932                 if (ztest_random(10) < 6) {
5933                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5934                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5935
5936                         /*
5937                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5938                          * prevent a race between offlining a slog and
5939                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5940                          * grab a reference on the dataset which may cause
5941                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5942                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5943                          */
5944                         if (islog)
5945                                 (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
5946
5947                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5948
5949                         if (islog)
5950                                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
5951                 } else {
5952                         /*
5953                          * Ideally we would like to be able to randomly
5954                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5955                          * to force unpredictable failures but the side
5956                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5957                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5958                          * prevent a race between injection testing and
5959                          * aux_vdev removal.
5960                          */
5961                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5962                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5963                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5964                 }
5965         }
5966
5967         if (maxfaults == 0)
5968                 goto out;
5969
5970         /*
5971          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5972          */
5973         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5974
5975         if (fd == -1) /* we hit a gap in the device namespace */
5976                 goto out;
5977
5978         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5979
5980         while (--iters != 0) {
5981                 /*
5982                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5983                  * we do not inject a given logical block with errors
5984                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5985                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5986                  *
5987                  * We divide each leaf into chunks of size
5988                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5989                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5990                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5991                  * The error injection ranges are separated by ranges
5992                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5993                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5994                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5995                  * a target in two different injection ranges (on different
5996                  * leaf vdevs).
5997                  *
5998                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5999                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
6000                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
6001                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
6002                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
6003                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
6004                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
6005                  */
6006                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
6007                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
6008                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
6009
6010                 /*
6011                  * Only allow damage to the labels at one end of the vdev.
6012                  *
6013                  * If all labels are damaged, the device will be totally
6014                  * inaccessible, which will result in loss of data,
6015                  * because we also damage (parts of) the other side of
6016                  * the mirror/raidz.
6017                  *
6018                  * Additionally, we will always have both an even and an
6019                  * odd label, so that we can handle crashes in the
6020                  * middle of vdev_config_sync().
6021                  */
6022                 if ((leaf & 1) == 0 && offset < VDEV_LABEL_START_SIZE)
6023                         continue;
6024
6025                 /*
6026                  * The two end labels are stored at the "end" of the disk, but
6027                  * the end of the disk (vdev_psize) is aligned to
6028                  * sizeof (vdev_label_t).
6029                  */
6030                 uint64_t psize = P2ALIGN(fsize, sizeof (vdev_label_t));
6031                 if ((leaf & 1) == 1 &&
6032                     offset + sizeof (bad) > psize - VDEV_LABEL_END_SIZE)
6033                         continue;
6034
6035                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
6036                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
6037                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6038                         (void) close(fd);
6039                         goto out;
6040                 }
6041
6042                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
6043                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
6044                             offset, pathrand);
6045
6046                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
6047
6048                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
6049                         (void) printf("injected bad word into %s,"
6050                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
6051         }
6052
6053         (void) close(fd);
6054 out:
6055         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
6056         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
6057 }
6058
6059 /*
6060  * Verify that DDT repair works as expected.
6061  */
6062 void
6063 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6064 {
6065         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6066         spa_t *spa = ztest_spa;
6067         objset_t *os = zd->zd_os;
6068         ztest_od_t *od;
6069         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
6070         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
6071         dmu_buf_t *db;
6072         dmu_tx_t *tx;
6073         abd_t *abd;
6074         blkptr_t blk;
6075         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6076         int i;
6077
6078         blocksize = ztest_random_blocksize();
6079         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
6080
6081         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
6082         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
6083
6084         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
6085                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6086                 return;
6087         }
6088
6089         /*
6090          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
6091          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
6092          */
6093         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6094
6095         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
6096             B_FALSE) != 0 ||
6097             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
6098             B_FALSE) != 0) {
6099                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6100                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6101                 return;
6102         }
6103
6104         dmu_objset_stats_t dds;
6105         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6106         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6107         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6108
6109         object = od[0].od_object;
6110         blocksize = od[0].od_blocksize;
6111         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
6112
6113         ASSERT(object != 0);
6114
6115         tx = dmu_tx_create(os);
6116         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
6117         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
6118         if (txg == 0) {
6119                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6120                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6121                 return;
6122         }
6123
6124         /*
6125          * Write all the copies of our block.
6126          */
6127         for (i = 0; i < copies; i++) {
6128                 uint64_t offset = i * blocksize;
6129                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
6130                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
6131                 if (error != 0) {
6132                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
6133                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
6134                 }
6135                 ASSERT(db->db_offset == offset);
6136                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
6137                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
6138                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
6139                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
6140                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
6141                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
6142         }
6143
6144         dmu_tx_commit(tx);
6145         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
6146
6147         /*
6148          * Find out what block we got.
6149          */
6150         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
6151             DMU_READ_NO_PREFETCH));
6152         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
6153         dmu_buf_rele(db, FTAG);
6154
6155         /*
6156          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
6157          */
6158         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
6159         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
6160         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
6161
6162         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
6163             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
6164             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
6165
6166         abd_free(abd);
6167
6168         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6169         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
6170 }
6171
6172 /*
6173  * Scrub the pool.
6174  */
6175 /* ARGSUSED */
6176 void
6177 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6178 {
6179         spa_t *spa = ztest_spa;
6180
6181         /*
6182          * Scrub in progress by device removal.
6183          */
6184         if (ztest_device_removal_active)
6185                 return;
6186
6187         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6188         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
6189         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6190 }
6191
6192 /*
6193  * Change the guid for the pool.
6194  */
6195 /* ARGSUSED */
6196 void
6197 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6198 {
6199         spa_t *spa = ztest_spa;
6200         uint64_t orig, load;
6201         int error;
6202
6203         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6204                 return;
6205
6206         orig = spa_guid(spa);
6207         load = spa_load_guid(spa);
6208
6209         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6210         error = spa_change_guid(spa);
6211         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6212
6213         if (error != 0)
6214                 return;
6215
6216         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6217                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
6218                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
6219         }
6220
6221         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
6222         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
6223 }
6224
6225 /*
6226  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
6227  */
6228 /* ARGSUSED */
6229 void
6230 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6231 {
6232         char *oldname, *newname;
6233         spa_t *spa;
6234
6235         if (ztest_opts.zo_mmp_test)
6236                 return;
6237
6238         (void) pthread_rwlock_wrlock(&ztest_name_lock);
6239
6240         oldname = ztest_opts.zo_pool;
6241         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
6242         (void) strcpy(newname, oldname);
6243         (void) strcat(newname, "_tmp");
6244
6245         /*
6246          * Do the rename
6247          */
6248         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
6249
6250         /*
6251          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
6252          */
6253         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6254
6255         /*
6256          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
6257          */
6258         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6259
6260         ASSERT(spa == ztest_spa);
6261         spa_close(spa, FTAG);
6262
6263         /*
6264          * Rename it back to the original
6265          */
6266         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
6267
6268         /*
6269          * Make sure it can still be opened
6270          */
6271         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6272
6273         ASSERT(spa == ztest_spa);
6274         spa_close(spa, FTAG);
6275
6276         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
6277
6278         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6279 }
6280
6281 void
6282 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6283 {
6284         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6285
6286         while (gethrtime() <= end) {
6287                 int run_count = 100;
6288                 void *buf;
6289                 struct abd *abd_data, *abd_meta;
6290                 uint32_t size;
6291                 int *ptr;
6292                 int i;
6293                 zio_cksum_t zc_ref;
6294                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
6295
6296                 size = ztest_random_blocksize();
6297
6298                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6299                 abd_data = abd_alloc(size, B_FALSE);
6300                 abd_meta = abd_alloc(size, B_TRUE);
6301
6302                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6303                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6304
6305                 abd_copy_from_buf_off(abd_data, buf, 0, size);
6306                 abd_copy_from_buf_off(abd_meta, buf, 0, size);
6307
6308                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6309                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6310                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
6311
6312                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6313                 while (run_count-- > 0) {
6314                         zio_cksum_t zc;
6315                         zio_cksum_t zc_byteswap;
6316
6317                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
6318                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
6319
6320                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6321                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6322                             sizeof (zc_byteswap)));
6323
6324                         /* Test ABD - data */
6325                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_data, size, NULL,
6326                             &zc_byteswap);
6327                         abd_fletcher_4_native(abd_data, size, NULL, &zc);
6328
6329                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6330                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6331                             sizeof (zc_byteswap)));
6332
6333                         /* Test ABD - metadata */
6334                         abd_fletcher_4_byteswap(abd_meta, size, NULL,
6335                             &zc_byteswap);
6336                         abd_fletcher_4_native(abd_meta, size, NULL, &zc);
6337
6338                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
6339                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
6340                             sizeof (zc_byteswap)));
6341
6342                 }
6343
6344                 umem_free(buf, size);
6345                 abd_free(abd_data);
6346                 abd_free(abd_meta);
6347         }
6348 }
6349
6350 void
6351 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
6352 {
6353         void *buf;
6354         size_t size;
6355         int *ptr;
6356         int i;
6357         zio_cksum_t zc_ref;
6358         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
6359
6360         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
6361
6362         while (gethrtime() <= end) {
6363                 int run_count = 100;
6364
6365                 size = ztest_random_blocksize();
6366                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
6367
6368                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
6369                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
6370
6371                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
6372                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
6373                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
6374
6375                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
6376
6377                 while (run_count-- > 0) {
6378                         zio_cksum_t zc;
6379                         zio_cksum_t zc_bswap;
6380                         size_t pos = 0;
6381
6382                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6383                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6384
6385                         while (pos < size) {
6386                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
6387                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
6388                                 if (ztest_random(100) < 10)
6389                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
6390                                             sizeof (uint32_t));
6391
6392                                 if (inc > (size - pos))
6393                                         inc = size - pos;
6394
6395                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
6396                                     &zc);
6397                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
6398                                     &zc_bswap);
6399
6400                                 pos += inc;
6401                         }
6402
6403                         VERIFY3U(pos, ==, size);
6404
6405                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6406                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6407
6408                         /*
6409                          * verify if incremental on the whole buffer is
6410                          * equivalent to non-incremental version
6411                          */
6412                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
6413                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
6414
6415                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
6416                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
6417
6418                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
6419                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
6420                 }
6421
6422                 umem_free(buf, size);
6423         }
6424 }
6425
6426 static int
6427 ztest_check_path(char *path)
6428 {
6429         struct stat s;
6430         /* return true on success */
6431         return (!stat(path, &s));
6432 }
6433
6434 static void
6435 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
6436 {
6437         char *zdb_path;
6438         /*
6439          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
6440          * let popen to search through PATH.
6441          */
6442         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
6443                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
6444                 if (!ztest_check_path(bin)) {
6445                         ztest_dump_core = 0;
6446                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
6447                 }
6448                 return;
6449         }
6450
6451         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
6452         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
6453                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
6454                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
6455                 if (ztest_check_path(bin))
6456                         return;
6457         }
6458         strcpy(bin, "zdb");
6459 }
6460
6461 /*
6462  * Verify pool integrity by running zdb.
6463  */
6464 static void
6465 ztest_run_zdb(char *pool)
6466 {
6467         int status;
6468         char *bin;
6469         char *zdb;
6470         char *zbuf;
6471         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
6472         FILE *fp;
6473
6474         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6475         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
6476         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
6477
6478         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
6479
6480         (void) sprintf(zdb,
6481             "%s -bcc%s%s -G -d -U %s "
6482             "-o zfs_reconstruct_indirect_combinations_max=1000000 %s",
6483             bin,
6484             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
6485             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
6486             spa_config_path,
6487             pool);
6488
6489         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
6490                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
6491
6492         fp = popen(zdb, "r");
6493
6494         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
6495                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6496                         (void) printf("%s", zbuf);
6497
6498         status = pclose(fp);
6499
6500         if (status == 0)
6501                 goto out;
6502
6503         ztest_dump_core = 0;
6504         if (WIFEXITED(status))
6505                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
6506         else
6507                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
6508 out:
6509         umem_free(bin, len);
6510         umem_free(zdb, len);
6511         umem_free(zbuf, 1024);
6512 }
6513
6514 static void
6515 ztest_walk_pool_directory(char *header)
6516 {
6517         spa_t *spa = NULL;
6518
6519         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6520                 (void) printf("%s\n", header);
6521
6522         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6523         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
6524                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6525                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
6526         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6527 }
6528
6529 static void
6530 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
6531 {
6532         nvlist_t *config, *newconfig;
6533         uint64_t pool_guid;
6534         spa_t *spa;
6535         int error;
6536
6537         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
6538                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
6539                     oldname, newname);
6540         }
6541
6542         /*
6543          * Clean up from previous runs.
6544          */
6545         (void) spa_destroy(newname);
6546
6547         /*
6548          * Get the pool's configuration and guid.
6549          */
6550         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6551
6552         /*
6553          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
6554          */
6555         if (ztest_random(2) == 0)
6556                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
6557
6558         pool_guid = spa_guid(spa);
6559         spa_close(spa, FTAG);
6560
6561         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
6562
6563         /*
6564          * Export it.
6565          */
6566         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
6567
6568         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
6569
6570         /*
6571          * Try to import it.
6572          */
6573         newconfig = spa_tryimport(config);
6574         ASSERT(newconfig != NULL);
6575         nvlist_free(newconfig);
6576
6577         /*
6578          * Import it under the new name.
6579          */
6580         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
6581         if (error != 0) {
6582                 dump_nvlist(config, 0);
6583                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
6584                     oldname, newname, error);
6585         }
6586
6587         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
6588
6589         /*
6590          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
6591          */
6592         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
6593
6594         /*
6595          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
6596          */
6597         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
6598
6599         /*
6600          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
6601          */
6602         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
6603
6604         /*
6605          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
6606          */
6607         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
6608         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
6609         spa_close(spa, FTAG);
6610
6611         nvlist_free(config);
6612 }
6613
6614 static void
6615 ztest_resume(spa_t *spa)
6616 {
6617         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6618                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
6619         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
6620         vdev_clear(spa, NULL);
6621         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
6622         (void) zio_resume(spa);
6623 }
6624
6625 static void
6626 ztest_resume_thread(void *arg)
6627 {
6628         spa_t *spa = arg;
6629
6630         while (!ztest_exiting) {
6631                 if (spa_suspended(spa))
6632                         ztest_resume(spa);
6633                 (void) poll(NULL, 0, 100);
6634
6635                 /*
6636                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
6637                  */
6638                 if (ztest_random(10) == 0)
6639                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
6640
6641                 /*
6642                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
6643                  */
6644                 if (ztest_random(10) == 0)
6645                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
6646         }
6647
6648         thread_exit();
6649 }
6650
6651 static void
6652 ztest_deadman_thread(void *arg)
6653 {
6654         ztest_shared_t *zs = arg;
6655         spa_t *spa = ztest_spa;
6656         hrtime_t delta, overdue, total = 0;
6657
6658         for (;;) {
6659                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
6660                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
6661
6662                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
6663
6664                 /*
6665                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
6666                  * check to see if the pool is making any progress. If
6667                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
6668                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
6669                  */
6670                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
6671                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
6672                             "pool has transitioned to a suspended state.",
6673                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
6674                 }
6675                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev, FTAG);
6676
6677                 /*
6678                  * If the process doesn't complete within a grace period of
6679                  * zfs_deadman_synctime_ms over the expected finish time,
6680                  * then it may be hung and is terminated.
6681                  */
6682                 overdue = zs->zs_proc_stop + MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
6683                 total += zfs_deadman_synctime_ms / 1000;
6684                 if (gethrtime() > overdue) {
6685                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
6686                             "the process is overdue for termination.", total);
6687                 }
6688
6689                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
6690                     total);
6691         }
6692 }
6693
6694 static void
6695 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6696 {
6697         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6698         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6699         hrtime_t functime = gethrtime();
6700         int i;
6701
6702         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6703                 zi->zi_func(zd, id);
6704
6705         functime = gethrtime() - functime;
6706
6707         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6708         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6709
6710         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6711                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6712                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6713 }
6714
6715 static void
6716 ztest_thread(void *arg)
6717 {
6718         int rand;
6719         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6720         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6721         uint64_t call_next;
6722         hrtime_t now;
6723         ztest_info_t *zi;
6724         ztest_shared_callstate_t *zc;
6725
6726         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6727                 /*
6728                  * See if it's time to force a crash.
6729                  */
6730                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6731                         ztest_kill(zs);
6732
6733                 /*
6734                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6735                  */
6736                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6737                         break;
6738
6739                 /*
6740                  * Pick a random function to execute.
6741                  */
6742                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6743                 zi = &ztest_info[rand];
6744                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6745                 call_next = zc->zc_next;
6746
6747                 if (now >= call_next &&
6748                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6749                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6750                         ztest_execute(rand, zi, id);
6751                 }
6752         }
6753
6754         thread_exit();
6755 }
6756
6757 static void
6758 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6759 {
6760         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6761 }
6762
6763 static void
6764 ztest_dataset_destroy(int d)
6765 {
6766         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6767         int t;
6768
6769         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6770
6771         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6772                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6773
6774         /*
6775          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6776          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6777          * so there may be more than one thing to clean up.
6778          */
6779         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6780             t += ztest_opts.zo_datasets)
6781                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6782
6783         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6784             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6785 }
6786
6787 static void
6788 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6789 {
6790         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6791
6792         /*
6793          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6794          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6795          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6796          * If not, we have an object leak.
6797          *
6798          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6799          * when the open-context and syncing-context values agree.
6800          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6801          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6802          */
6803         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6804         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6805         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6806 }
6807
6808 static int
6809 ztest_dataset_open(int d)
6810 {
6811         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6812         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6813         objset_t *os;
6814         zilog_t *zilog;
6815         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6816         int error;
6817
6818         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6819
6820         (void) pthread_rwlock_rdlock(&ztest_name_lock);
6821
6822         error = ztest_dataset_create(name);
6823         if (error == ENOSPC) {
6824                 (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6825                 ztest_record_enospc(FTAG);
6826                 return (error);
6827         }
6828         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6829
6830         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE,
6831             B_TRUE, zd, &os));
6832         (void) pthread_rwlock_unlock(&ztest_name_lock);
6833
6834         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6835
6836         zilog = zd->zd_zilog;
6837
6838         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6839             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6840                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6841                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6842
6843         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6844
6845         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6846
6847         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6848
6849         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6850                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6851                     zd->zd_name,
6852                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6853                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6854                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6855
6856         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6857
6858         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6859             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6860                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6861                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6862
6863         return (0);
6864 }
6865
6866 static void
6867 ztest_dataset_close(int d)
6868 {
6869         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6870
6871         zil_close(zd->zd_zilog);
6872         txg_wait_synced(spa_get_dsl(zd->zd_os->os_spa), 0);
6873         dmu_objset_disown(zd->zd_os, B_TRUE, zd);
6874
6875         ztest_zd_fini(zd);
6876 }
6877
6878 /*
6879  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6880  */
6881 static void
6882 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6883 {
6884         spa_t *spa;
6885         objset_t *os;
6886         kthread_t *resume_thread;
6887         kthread_t **run_threads;
6888         uint64_t object;
6889         int error;
6890         int t, d;
6891
6892         ztest_exiting = B_FALSE;
6893
6894         /*
6895          * Initialize parent/child shared state.
6896          */
6897         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6898         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6899         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
6900
6901         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6902         zs->zs_thread_stop =
6903             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6904         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6905         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6906         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6907                 zs->zs_thread_kill -=
6908                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6909         }
6910
6911         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6912
6913         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6914             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6915
6916         /*
6917          * Open our pool.
6918          */
6919         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6920         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6921         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6922         ztest_spa = spa;
6923
6924         dmu_objset_stats_t dds;
6925         VERIFY0(ztest_dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6926             DMU_OST_ANY, B_TRUE, B_TRUE, FTAG, &os));
6927         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6928         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6929         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6930         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6931         dmu_objset_disown(os, B_TRUE, FTAG);
6932
6933         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6934
6935         /*
6936          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6937          */
6938         resume_thread = thread_create(NULL, 0, ztest_resume_thread,
6939             spa, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
6940
6941         /*
6942          * Create a deadman thread and set to panic if we hang.
6943          */
6944         (void) thread_create(NULL, 0, ztest_deadman_thread,
6945             zs, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE, defclsyspri);
6946
6947         spa->spa_deadman_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6948
6949         /*
6950          * Verify that we can safely inquire about any object,
6951          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6952          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6953          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6954          */
6955         for (t = 0; t < 64; t++) {
6956                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6957                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6958                             (1ULL << t) + d, NULL);
6959                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6960                             error == EINVAL);
6961                 }
6962         }
6963
6964         /*
6965          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6966          */
6967         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6968                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6969                 ztest_dataset_destroy(d);
6970         }
6971         zs->zs_enospc_count = 0;
6972
6973         run_threads = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *),
6974             UMEM_NOFAIL);
6975
6976         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6977                 (void) printf("starting main threads...\n");
6978
6979         /*
6980          * Kick off all the tests that run in parallel.
6981          */
6982         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6983                 if (t < ztest_opts.zo_datasets && ztest_dataset_open(t) != 0) {
6984                         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads *
6985                             sizeof (kthread_t *));
6986                         return;
6987                 }
6988
6989                 run_threads[t] = thread_create(NULL, 0, ztest_thread,
6990                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN | TS_JOINABLE,
6991                     defclsyspri);
6992         }
6993
6994         /*
6995          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6996          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6997          */
6998         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6999                 VERIFY0(thread_join(run_threads[t]));
7000                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
7001                         ztest_dataset_close(t);
7002         }
7003
7004         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7005
7006         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
7007         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
7008
7009         umem_free(run_threads, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kthread_t *));
7010
7011         /* Kill the resume thread */
7012         ztest_exiting = B_TRUE;
7013         VERIFY0(thread_join(resume_thread));
7014         ztest_resume(spa);
7015
7016         /*
7017          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
7018          * spa_close() should wait for it to complete.
7019          */
7020         for (object = 1; object < 50; object++) {
7021                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
7022                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
7023         }
7024
7025         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
7026         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
7027                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
7028
7029         spa_close(spa, FTAG);
7030
7031         /*
7032          * Verify that we can loop over all pools.
7033          */
7034         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
7035         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
7036                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
7037                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
7038         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
7039
7040         /*
7041          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
7042          * different name.
7043          */
7044         if ((ztest_random(2) == 0) && !ztest_opts.zo_mmp_test) {
7045                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7046                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
7047                     ztest_opts.zo_pool);
7048                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
7049                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
7050         }
7051
7052         kernel_fini();
7053
7054         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
7055         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
7056         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7057         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7058         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7059 }
7060
7061 static void
7062 ztest_freeze(void)
7063 {
7064         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
7065         spa_t *spa;
7066         int numloops = 0;
7067
7068         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
7069                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
7070
7071         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7072         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7073         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
7074         ztest_spa = spa;
7075
7076         /*
7077          * Force the first log block to be transactionally allocated.
7078          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
7079          * the log chain won't be anchored.
7080          */
7081         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
7082                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
7083                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7084         }
7085
7086         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7087
7088         /*
7089          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
7090          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
7091          */
7092         spa_freeze(spa);
7093
7094         /*
7095          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
7096          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
7097          * capacity.
7098          */
7099         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
7100
7101         /*
7102          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
7103          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
7104          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
7105          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
7106          * The ZIL should be OK with that.
7107          *
7108          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
7109          * not run out of space on the pool.
7110          */
7111         while (ztest_random(10) != 0 &&
7112             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
7113             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
7114                 ztest_od_t od;
7115                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
7116                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
7117                 ztest_io(zd, od.od_object,
7118                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
7119                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7120         }
7121
7122         /*
7123          * Commit all of the changes we just generated.
7124          */
7125         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
7126         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7127
7128         /*
7129          * Close our dataset and close the pool.
7130          */
7131         ztest_dataset_close(0);
7132         spa_close(spa, FTAG);
7133         kernel_fini();
7134
7135         /*
7136          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
7137          */
7138         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7139         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7140         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
7141         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
7142         ztest_spa = spa;
7143         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
7144         ztest_dataset_close(0);
7145         ztest_reguid(NULL, 0);
7146
7147         spa_close(spa, FTAG);
7148         kernel_fini();
7149 }
7150
7151 void
7152 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
7153 {
7154         hrtime_t s = t / NANOSEC;
7155         hrtime_t m = s / 60;
7156         hrtime_t h = m / 60;
7157         hrtime_t d = h / 24;
7158
7159         s -= m * 60;
7160         m -= h * 60;
7161         h -= d * 24;
7162
7163         timebuf[0] = '\0';
7164
7165         if (d)
7166                 (void) sprintf(timebuf,
7167                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
7168         else if (h)
7169                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
7170         else if (m)
7171                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
7172         else
7173                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
7174 }
7175
7176 static nvlist_t *
7177 make_random_props(void)
7178 {
7179         nvlist_t *props;
7180
7181         VERIFY0(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0));
7182
7183         if (ztest_random(2) == 0)
7184                 return (props);
7185
7186         VERIFY0(nvlist_add_uint64(props,
7187             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_AUTOREPLACE), 1));
7188
7189         return (props);
7190 }
7191
7192 /*
7193  * Import a storage pool with the given name.
7194  */
7195 static void
7196 ztest_import(ztest_shared_t *zs)
7197 {
7198         libzfs_handle_t *hdl;
7199         importargs_t args = { 0 };
7200         spa_t *spa;
7201         nvlist_t *cfg = NULL;
7202         int nsearch = 1;
7203         char *searchdirs[nsearch];
7204         char *name = ztest_opts.zo_pool;
7205         int flags = ZFS_IMPORT_MISSING_LOG;
7206         int error;
7207
7208         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7209         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7210         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7211
7212         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7213         hdl = libzfs_init();
7214
7215         searchdirs[0] = ztest_opts.zo_dir;
7216         args.paths = nsearch;
7217         args.path = searchdirs;
7218         args.can_be_active = B_FALSE;
7219
7220         error = zpool_tryimport(hdl, name, &cfg, &args);
7221         if (error)
7222                 (void) fatal(0, "No pools found\n");
7223
7224         VERIFY0(spa_import(name, cfg, NULL, flags));
7225         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
7226         zs->zs_metaslab_sz =
7227             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7228         spa_close(spa, FTAG);
7229
7230         libzfs_fini(hdl);
7231         kernel_fini();
7232
7233         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7234                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7235                 ztest_freeze();
7236                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7237         }
7238
7239         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7240         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7241         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7242 }
7243
7244 /*
7245  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
7246  * Then test spa_freeze() functionality.
7247  */
7248 static void
7249 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
7250 {
7251         spa_t *spa;
7252         nvlist_t *nvroot, *props;
7253         int i;
7254
7255         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7256         mutex_init(&ztest_checkpoint_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
7257         VERIFY0(pthread_rwlock_init(&ztest_name_lock, NULL));
7258
7259         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7260
7261         /*
7262          * Create the storage pool.
7263          */
7264         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
7265         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
7266         zs->zs_splits = 0;
7267         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
7268         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
7269             NULL, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
7270         props = make_random_props();
7271
7272         /*
7273          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
7274          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
7275          * the only valid replica.
7276          */
7277         VERIFY0(nvlist_add_uint64(props,
7278             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_FAILUREMODE),
7279             MAXFAULTS(zs) ? ZIO_FAILURE_MODE_PANIC : ZIO_FAILURE_MODE_WAIT));
7280
7281         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
7282                 char *buf;
7283                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
7284                     spa_feature_table[i].fi_uname));
7285                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
7286                 free(buf);
7287         }
7288
7289         VERIFY0(spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL, NULL));
7290         nvlist_free(nvroot);
7291         nvlist_free(props);
7292
7293         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
7294         zs->zs_metaslab_sz =
7295             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
7296         spa_close(spa, FTAG);
7297
7298         kernel_fini();
7299
7300         if (!ztest_opts.zo_mmp_test) {
7301                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7302                 ztest_freeze();
7303                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7304         }
7305
7306         (void) pthread_rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
7307         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
7308         mutex_destroy(&ztest_checkpoint_lock);
7309 }
7310
7311 static void
7312 setup_data_fd(void)
7313 {
7314         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
7315
7316         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
7317         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
7318         (void) unlink(ztest_name_data);
7319 }
7320
7321 static int
7322 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
7323 {
7324         int size;
7325
7326         size = hdr->zh_hdr_size;
7327         size += hdr->zh_opts_size;
7328         size += hdr->zh_size;
7329         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7330         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
7331
7332         return (size);
7333 }
7334
7335 static void
7336 setup_hdr(void)
7337 {
7338         int size;
7339         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7340
7341         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7342             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7343         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7344
7345         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
7346
7347         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
7348         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
7349         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
7350         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
7351         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
7352         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
7353         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
7354
7355         size = shared_data_size(hdr);
7356         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
7357
7358         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7359 }
7360
7361 static void
7362 setup_data(void)
7363 {
7364         int size, offset;
7365         ztest_shared_hdr_t *hdr;
7366         uint8_t *buf;
7367
7368         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
7369             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7370         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7371
7372         size = shared_data_size(hdr);
7373
7374         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
7375         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
7376             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
7377         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
7378         buf = (uint8_t *)hdr;
7379
7380         offset = hdr->zh_hdr_size;
7381         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
7382         offset += hdr->zh_opts_size;
7383         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
7384         offset += hdr->zh_size;
7385         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
7386         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
7387         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
7388 }
7389
7390 static boolean_t
7391 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
7392 {
7393         pid_t pid;
7394         int status;
7395         char *cmdbuf = NULL;
7396
7397         pid = fork();
7398
7399         if (cmd == NULL) {
7400                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
7401                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
7402                 cmd = cmdbuf;
7403         }
7404
7405         if (pid == -1)
7406                 fatal(1, "fork failed");
7407
7408         if (pid == 0) { /* child */
7409                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
7410                 char fd_data_str[12];
7411
7412                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
7413                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
7414
7415                 (void) close(ztest_fd_rand);
7416                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
7417                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
7418
7419                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
7420                 if (libpath != NULL)
7421                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
7422                 (void) execv(cmd, emptyargv);
7423                 ztest_dump_core = B_FALSE;
7424                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
7425         }
7426
7427         if (cmdbuf != NULL) {
7428                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
7429                 cmd = NULL;
7430         }
7431
7432         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
7433                 continue;
7434         if (statusp != NULL)
7435                 *statusp = status;
7436
7437         if (WIFEXITED(status)) {
7438                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
7439                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
7440                             WEXITSTATUS(status));
7441                         exit(2);
7442                 }
7443                 return (B_FALSE);
7444         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
7445                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
7446                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
7447                             WTERMSIG(status));
7448                         exit(3);
7449                 }
7450                 return (B_TRUE);
7451         } else {
7452                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
7453                 exit(4);
7454                 /* NOTREACHED */
7455         }
7456 }
7457
7458 static void
7459 ztest_run_init(void)
7460 {
7461         int i;
7462
7463         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
7464
7465         /*
7466          * Blow away any existing copy of zpool.cache
7467          */
7468         (void) remove(spa_config_path);
7469
7470         if (ztest_opts.zo_init == 0) {
7471                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1)
7472                         (void) printf("Importing pool %s\n",
7473                             ztest_opts.zo_pool);
7474                 ztest_import(zs);
7475                 return;
7476         }
7477
7478         /*
7479          * Create and initialize our storage pool.
7480          */
7481         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
7482                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
7483                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
7484                     ztest_opts.zo_init != 1) {
7485                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
7486                 }
7487                 ztest_init(zs);
7488         }
7489 }
7490
7491 int
7492 main(int argc, char **argv)
7493 {
7494         int kills = 0;
7495         int iters = 0;
7496         int older = 0;
7497         int newer = 0;
7498         ztest_shared_t *zs;
7499         ztest_info_t *zi;
7500         ztest_shared_callstate_t *zc;
7501         char timebuf[100];
7502         char numbuf[NN_NUMBUF_SZ];
7503         spa_t *spa;
7504         char *cmd;
7505         boolean_t hasalt;
7506         int f;
7507         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
7508         struct sigaction action;
7509
7510         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
7511
7512         dprintf_setup(&argc, argv);
7513         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
7514         /*
7515          * As two-word space map entries may not come up often (especially
7516          * if pool and vdev sizes are small) we want to force at least some
7517          * of them so the feature get tested.
7518          */
7519         zfs_force_some_double_word_sm_entries = B_TRUE;
7520
7521         action.sa_handler = sig_handler;
7522         sigemptyset(&action.sa_mask);
7523         action.sa_flags = 0;
7524
7525         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
7526                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
7527                     strerror(errno));
7528                 exit(EXIT_FAILURE);
7529         }
7530
7531         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
7532                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
7533                     strerror(errno));
7534                 exit(EXIT_FAILURE);
7535         }
7536
7537         /*
7538          * Force random_get_bytes() to use /dev/urandom in order to prevent
7539          * ztest from needlessly depleting the system entropy pool.
7540          */
7541         random_path = "/dev/urandom";
7542         ztest_fd_rand = open(random_path, O_RDONLY);
7543         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
7544
7545         if (!fd_data_str) {
7546                 process_options(argc, argv);
7547
7548                 setup_data_fd();
7549                 setup_hdr();
7550                 setup_data();
7551                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
7552                     sizeof (*ztest_shared_opts));
7553         } else {
7554                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
7555                 setup_data();
7556                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
7557         }
7558         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
7559
7560         /* Override location of zpool.cache */
7561         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
7562             ztest_opts.zo_dir) != -1);
7563
7564         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
7565             UMEM_NOFAIL);
7566         zs = ztest_shared;
7567
7568         if (fd_data_str) {
7569                 metaslab_force_ganging = ztest_opts.zo_metaslab_force_ganging;
7570                 metaslab_df_alloc_threshold =
7571                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
7572
7573                 if (zs->zs_do_init)
7574                         ztest_run_init();
7575                 else
7576                         ztest_run(zs);
7577                 exit(0);
7578         }
7579
7580         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
7581
7582         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7583                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
7584                     " %llu seconds...\n",
7585                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
7586                     ztest_opts.zo_datasets,
7587                     ztest_opts.zo_threads,
7588                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
7589         }
7590
7591         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
7592         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
7593
7594         zs->zs_do_init = B_TRUE;
7595         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
7596                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7597                         (void) printf("Executing older ztest for "
7598                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
7599                 }
7600                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7601                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
7602         } else {
7603                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
7604         }
7605         zs->zs_do_init = B_FALSE;
7606
7607         zs->zs_proc_start = gethrtime();
7608         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
7609
7610         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7611                 zi = &ztest_info[f];
7612                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7613                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
7614                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
7615                 else
7616                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
7617                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
7618         }
7619
7620         /*
7621          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
7622          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
7623          * to verify that we never lose on-disk consistency.
7624          */
7625         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
7626                 int status;
7627                 boolean_t killed;
7628
7629                 /*
7630                  * Initialize the workload counters for each function.
7631                  */
7632                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7633                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7634                         zc->zc_count = 0;
7635                         zc->zc_time = 0;
7636                 }
7637
7638                 /* Set the allocation switch size */
7639                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
7640                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
7641
7642                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
7643                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7644                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
7645                                     cmd);
7646                         }
7647                         newer++;
7648                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
7649                 } else {
7650                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7651                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
7652                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
7653                         }
7654                         older++;
7655                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
7656                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
7657                 }
7658
7659                 if (killed)
7660                         kills++;
7661                 iters++;
7662
7663                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7664                         hrtime_t now = gethrtime();
7665
7666                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
7667                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
7668                         nicenum(zs->zs_space, numbuf, sizeof (numbuf));
7669
7670                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
7671                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
7672                             iters,
7673                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
7674                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
7675                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
7676                             numbuf,
7677                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
7678                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
7679                 }
7680
7681                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
7682                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
7683                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7684                             "Calls", "Time", "Function");
7685                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
7686                             "-----", "----", "--------");
7687                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
7688                                 zi = &ztest_info[f];
7689                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
7690                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
7691                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
7692                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
7693                                     zi->zi_funcname);
7694                         }
7695                         (void) printf("\n");
7696                 }
7697
7698                 /*
7699                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
7700                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
7701                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
7702                  */
7703                 kernel_init(FREAD);
7704                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
7705                         spa_close(spa, FTAG);
7706                 } else {
7707                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
7708                         kernel_fini();
7709                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
7710                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
7711                             ztest_opts.zo_pool);
7712                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
7713                 }
7714                 kernel_fini();
7715
7716                 if (!ztest_opts.zo_mmp_test)
7717                         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
7718         }
7719
7720         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
7721                 if (hasalt) {
7722                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
7723                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
7724                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
7725                             cmd);
7726                 }
7727                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
7728                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
7729         }
7730
7731         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
7732
7733         return (0);
7734 }