]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
Illumos 5818 - zfs {ref}compressratio is incorrect with 4k sector size
[zfs] / cmd / ztest / ztest.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2015 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  */
27
28 /*
29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
31  *
32  * The overall design of the ztest program is as follows:
33  *
34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
38  *
39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
42  *
43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
44  *     verify that self-healing data really works.
45  *
46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
49  *
50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
51  *     we run the entire test in a child of the main process.
52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
54  *     The parent then runs the test again, using the existing
55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
57  *     of ztest after a SIGKILL.
58  *
59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
60  *     many of the functional tests record the transaction group number
61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
64  *
65  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
66  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
67  *
68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
71  *
72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
73  *
74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
76  *
77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
78  *
79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
86  */
87
88 #include <sys/zfs_context.h>
89 #include <sys/spa.h>
90 #include <sys/dmu.h>
91 #include <sys/txg.h>
92 #include <sys/dbuf.h>
93 #include <sys/zap.h>
94 #include <sys/dmu_objset.h>
95 #include <sys/poll.h>
96 #include <sys/stat.h>
97 #include <sys/time.h>
98 #include <sys/wait.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/resource.h>
101 #include <sys/zio.h>
102 #include <sys/zil.h>
103 #include <sys/zil_impl.h>
104 #include <sys/vdev_impl.h>
105 #include <sys/vdev_file.h>
106 #include <sys/spa_impl.h>
107 #include <sys/metaslab_impl.h>
108 #include <sys/dsl_prop.h>
109 #include <sys/dsl_dataset.h>
110 #include <sys/dsl_destroy.h>
111 #include <sys/dsl_scan.h>
112 #include <sys/zio_checksum.h>
113 #include <sys/refcount.h>
114 #include <sys/zfeature.h>
115 #include <sys/dsl_userhold.h>
116 #include <stdio.h>
117 #include <stdio_ext.h>
118 #include <stdlib.h>
119 #include <unistd.h>
120 #include <signal.h>
121 #include <umem.h>
122 #include <ctype.h>
123 #include <math.h>
124 #include <sys/fs/zfs.h>
125 #include <libnvpair.h>
126 #ifdef __GNUC__
127 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
128 #endif
129
130 static int ztest_fd_data = -1;
131 static int ztest_fd_rand = -1;
132
133 typedef struct ztest_shared_hdr {
134         uint64_t        zh_hdr_size;
135         uint64_t        zh_opts_size;
136         uint64_t        zh_size;
137         uint64_t        zh_stats_size;
138         uint64_t        zh_stats_count;
139         uint64_t        zh_ds_size;
140         uint64_t        zh_ds_count;
141 } ztest_shared_hdr_t;
142
143 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
144
145 typedef struct ztest_shared_opts {
146         char zo_pool[MAXNAMELEN];
147         char zo_dir[MAXNAMELEN];
148         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
149         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
150         uint64_t zo_vdevs;
151         uint64_t zo_vdevtime;
152         size_t zo_vdev_size;
153         int zo_ashift;
154         int zo_mirrors;
155         int zo_raidz;
156         int zo_raidz_parity;
157         int zo_datasets;
158         int zo_threads;
159         uint64_t zo_passtime;
160         uint64_t zo_killrate;
161         int zo_verbose;
162         int zo_init;
163         uint64_t zo_time;
164         uint64_t zo_maxloops;
165         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
166 } ztest_shared_opts_t;
167
168 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
169         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
170         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
171         .zo_alt_ztest = { '\0' },
172         .zo_alt_libpath = { '\0' },
173         .zo_vdevs = 5,
174         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
175         .zo_mirrors = 2,
176         .zo_raidz = 4,
177         .zo_raidz_parity = 1,
178         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE,
179         .zo_datasets = 7,
180         .zo_threads = 23,
181         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
182         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
183         .zo_verbose = 0,
184         .zo_init = 1,
185         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
186         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
187         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
188 };
189
190 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
191 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
192 extern int metaslab_preload_limit;
193
194 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
195 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
196
197 typedef struct ztest_shared_ds {
198         uint64_t        zd_seq;
199 } ztest_shared_ds_t;
200
201 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
202 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
203
204 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
205 #define MAXFAULTS() \
206         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
207
208 enum ztest_io_type {
209         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
210         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
211         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
212         ZTEST_IO_TRUNCATE,
213         ZTEST_IO_SETATTR,
214         ZTEST_IO_REWRITE,
215         ZTEST_IO_TYPES
216 };
217
218 typedef struct ztest_block_tag {
219         uint64_t        bt_magic;
220         uint64_t        bt_objset;
221         uint64_t        bt_object;
222         uint64_t        bt_offset;
223         uint64_t        bt_gen;
224         uint64_t        bt_txg;
225         uint64_t        bt_crtxg;
226 } ztest_block_tag_t;
227
228 typedef struct bufwad {
229         uint64_t        bw_index;
230         uint64_t        bw_txg;
231         uint64_t        bw_data;
232 } bufwad_t;
233
234 /*
235  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
236  */
237 typedef enum {
238         RL_READER,
239         RL_WRITER,
240         RL_APPEND
241 } rl_type_t;
242
243 typedef struct rll {
244         void            *rll_writer;
245         int             rll_readers;
246         kmutex_t        rll_lock;
247         kcondvar_t      rll_cv;
248 } rll_t;
249
250 typedef struct rl {
251         uint64_t        rl_object;
252         uint64_t        rl_offset;
253         uint64_t        rl_size;
254         rll_t           *rl_lock;
255 } rl_t;
256
257 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
258 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
259
260 /*
261  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
262  */
263 typedef struct ztest_od {
264         uint64_t        od_dir;
265         uint64_t        od_object;
266         dmu_object_type_t od_type;
267         dmu_object_type_t od_crtype;
268         uint64_t        od_blocksize;
269         uint64_t        od_crblocksize;
270         uint64_t        od_gen;
271         uint64_t        od_crgen;
272         char            od_name[MAXNAMELEN];
273 } ztest_od_t;
274
275 /*
276  * Per-dataset state.
277  */
278 typedef struct ztest_ds {
279         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
280         objset_t        *zd_os;
281         rwlock_t        zd_zilog_lock;
282         zilog_t         *zd_zilog;
283         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
284         char            zd_name[MAXNAMELEN];
285         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
286         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
287         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
288 } ztest_ds_t;
289
290 /*
291  * Per-iteration state.
292  */
293 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
294
295 typedef struct ztest_info {
296         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
297         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
298         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
299         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
300 } ztest_info_t;
301
302 typedef struct ztest_shared_callstate {
303         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
304         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
305         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
306 } ztest_shared_callstate_t;
307
308 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
309 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
310
311 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
312 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
313 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
314 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
315 ztest_func_t ztest_zap;
316 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
317 ztest_func_t ztest_zil_commit;
318 ztest_func_t ztest_zil_remount;
319 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
320 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
321 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
322 ztest_func_t ztest_fzap;
323 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
324 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
325 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
326 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
327 ztest_func_t ztest_fault_inject;
328 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
329 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
331 ztest_func_t ztest_scrub;
332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
337 ztest_func_t ztest_split_pool;
338 ztest_func_t ztest_reguid;
339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
340
341 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
342 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
343 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
344 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
345 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
346
347 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
348         {   .zi_func = (func), \
349             .zi_iters = (iters), \
350             .zi_interval = (interval), \
351             .zi_funcname = # func }
352
353 ztest_info_t ztest_info[] = {
354         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
355         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
356         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
357         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
358         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
359         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
360         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
361         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
362         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
363         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
364         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
365         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
366         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
367 #if 0
368         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
369 #endif
370         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
371         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
372         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
373         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
374         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
375         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
376         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
377         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
378         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
379         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
380         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
381         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
382         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
383         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
384         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
385 };
386
387 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
388
389 /*
390  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
391  * The callbacks are ordered by txg number.
392  */
393 typedef struct ztest_cb_list {
394         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
395         list_t          zcl_callbacks;
396 } ztest_cb_list_t;
397
398 /*
399  * Stuff we need to share writably between parent and child.
400  */
401 typedef struct ztest_shared {
402         boolean_t       zs_do_init;
403         hrtime_t        zs_proc_start;
404         hrtime_t        zs_proc_stop;
405         hrtime_t        zs_thread_start;
406         hrtime_t        zs_thread_stop;
407         hrtime_t        zs_thread_kill;
408         uint64_t        zs_enospc_count;
409         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
410         uint64_t        zs_vdev_aux;
411         uint64_t        zs_alloc;
412         uint64_t        zs_space;
413         uint64_t        zs_splits;
414         uint64_t        zs_mirrors;
415         uint64_t        zs_metaslab_sz;
416         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
417         uint64_t        zs_guid;
418 } ztest_shared_t;
419
420 #define ID_PARALLEL     -1ULL
421
422 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
423 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
424 ztest_shared_t *ztest_shared;
425
426 static spa_t *ztest_spa = NULL;
427 static ztest_ds_t *ztest_ds;
428
429 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
430
431 /*
432  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
433  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
434  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
435  * namespace does not change while the lock is held.
436  */
437 static rwlock_t ztest_name_lock;
438
439 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
440 static boolean_t ztest_exiting;
441
442 /* Global commit callback list */
443 static ztest_cb_list_t zcl;
444 /* Commit cb delay */
445 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
446 static int zc_cb_counter = 0;
447
448 /*
449  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
450  * whether the minimum txg delay is acceptable.
451  */
452 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
453
454 /*
455  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
456  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
457  * implementation bug.
458  */
459 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
460
461 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
462 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
463
464 enum ztest_object {
465         ZTEST_META_DNODE = 0,
466         ZTEST_DIROBJ,
467         ZTEST_OBJECTS
468 };
469
470 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
471
472 /*
473  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
474  * debugging facilities.
475  */
476 const char *
477 _umem_debug_init(void)
478 {
479         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
480 }
481
482 const char *
483 _umem_logging_init(void)
484 {
485         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
486 }
487
488 #define BACKTRACE_SZ    100
489
490 static void sig_handler(int signo)
491 {
492         struct sigaction action;
493 #ifdef __GNUC__ /* backtrace() is a GNU extension */
494         int nptrs;
495         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
496
497         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
498         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
499 #endif
500
501         /*
502          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
503          * SIGABRT can trigger a core dump.
504          */
505         action.sa_handler = SIG_DFL;
506         sigemptyset(&action.sa_mask);
507         action.sa_flags = 0;
508         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
509         raise(signo);
510 }
511
512 #define FATAL_MSG_SZ    1024
513
514 char *fatal_msg;
515
516 static void
517 fatal(int do_perror, char *message, ...)
518 {
519         va_list args;
520         int save_errno = errno;
521         char *buf;
522
523         (void) fflush(stdout);
524         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
525
526         va_start(args, message);
527         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
528         /* LINTED */
529         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
530         va_end(args);
531         if (do_perror) {
532                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
533                     ": %s", strerror(save_errno));
534         }
535         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
536         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
537         if (ztest_dump_core)
538                 abort();
539         exit(3);
540 }
541
542 static int
543 str2shift(const char *buf)
544 {
545         const char *ends = "BKMGTPEZ";
546         int i;
547
548         if (buf[0] == '\0')
549                 return (0);
550         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
551                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
552                         break;
553         }
554         if (i == strlen(ends)) {
555                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
556                     buf);
557                 usage(B_FALSE);
558         }
559         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
560                 return (10*i);
561         }
562         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
563         usage(B_FALSE);
564         /* NOTREACHED */
565 }
566
567 static uint64_t
568 nicenumtoull(const char *buf)
569 {
570         char *end;
571         uint64_t val;
572
573         val = strtoull(buf, &end, 0);
574         if (end == buf) {
575                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
576                 usage(B_FALSE);
577         } else if (end[0] == '.') {
578                 double fval = strtod(buf, &end);
579                 fval *= pow(2, str2shift(end));
580                 if (fval > UINT64_MAX) {
581                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
582                             buf);
583                         usage(B_FALSE);
584                 }
585                 val = (uint64_t)fval;
586         } else {
587                 int shift = str2shift(end);
588                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
589                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
590                             buf);
591                         usage(B_FALSE);
592                 }
593                 val <<= shift;
594         }
595         return (val);
596 }
597
598 static void
599 usage(boolean_t requested)
600 {
601         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
602
603         char nice_vdev_size[10];
604         char nice_gang_bang[10];
605         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
606
607         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
608         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
609
610         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
611             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
612             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
613             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
614             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
615             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
616             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
617             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
618             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
619             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
620             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
621             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
622             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
623             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
624             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
625             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
626             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
627             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
628             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
629             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
630             "\t[-h] (print help)\n"
631             "",
632             zo->zo_pool,
633             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
634             nice_vdev_size,                             /* -s */
635             zo->zo_ashift,                              /* -a */
636             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
637             zo->zo_raidz,                               /* -r */
638             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
639             zo->zo_datasets,                            /* -d */
640             zo->zo_threads,                             /* -t */
641             nice_gang_bang,                             /* -g */
642             zo->zo_init,                                /* -i */
643             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
644             zo->zo_pool,                                /* -p */
645             zo->zo_dir,                                 /* -f */
646             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
647             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
648             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
649         exit(requested ? 0 : 1);
650 }
651
652 static void
653 process_options(int argc, char **argv)
654 {
655         char *path;
656         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
657
658         int opt;
659         uint64_t value;
660         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
661
662         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
663
664         while ((opt = getopt(argc, argv,
665             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
666                 value = 0;
667                 switch (opt) {
668                 case 'v':
669                 case 's':
670                 case 'a':
671                 case 'm':
672                 case 'r':
673                 case 'R':
674                 case 'd':
675                 case 't':
676                 case 'g':
677                 case 'i':
678                 case 'k':
679                 case 'T':
680                 case 'P':
681                 case 'F':
682                         value = nicenumtoull(optarg);
683                 }
684                 switch (opt) {
685                 case 'v':
686                         zo->zo_vdevs = value;
687                         break;
688                 case 's':
689                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
690                         break;
691                 case 'a':
692                         zo->zo_ashift = value;
693                         break;
694                 case 'm':
695                         zo->zo_mirrors = value;
696                         break;
697                 case 'r':
698                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
699                         break;
700                 case 'R':
701                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
702                         break;
703                 case 'd':
704                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
705                         break;
706                 case 't':
707                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
708                         break;
709                 case 'g':
710                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
711                             value);
712                         break;
713                 case 'i':
714                         zo->zo_init = value;
715                         break;
716                 case 'k':
717                         zo->zo_killrate = value;
718                         break;
719                 case 'p':
720                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
721                             sizeof (zo->zo_pool));
722                         break;
723                 case 'f':
724                         path = realpath(optarg, NULL);
725                         if (path == NULL) {
726                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
727                                     optarg, strerror(errno));
728                                 usage(B_FALSE);
729                         } else {
730                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
731                                     sizeof (zo->zo_dir));
732                         }
733                         break;
734                 case 'V':
735                         zo->zo_verbose++;
736                         break;
737                 case 'E':
738                         zo->zo_init = 0;
739                         break;
740                 case 'T':
741                         zo->zo_time = value;
742                         break;
743                 case 'P':
744                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
745                         break;
746                 case 'F':
747                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
748                         break;
749                 case 'B':
750                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
751                         break;
752                 case 'h':
753                         usage(B_TRUE);
754                         break;
755                 case '?':
756                 default:
757                         usage(B_FALSE);
758                         break;
759                 }
760         }
761
762         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
763
764         zo->zo_vdevtime =
765             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
766             UINT64_MAX >> 2);
767
768         if (strlen(altdir) > 0) {
769                 char *cmd;
770                 char *realaltdir;
771                 char *bin;
772                 char *ztest;
773                 char *isa;
774                 int isalen;
775
776                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
777                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
778
779                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
780                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
781                         ztest_dump_core = B_FALSE;
782                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
783                             altdir);
784                 }
785                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
786
787                 /*
788                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
789                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
790                  * 32 or 64 bit binaries.
791                  */
792                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
793                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
794                 isa = bin + 9;
795                 isalen = ztest - isa;
796                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
797                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
798                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
799                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
800
801                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
802                         ztest_dump_core = B_FALSE;
803                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
804                             zo->zo_alt_ztest);
805                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
806                         ztest_dump_core = B_FALSE;
807                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
808                             zo->zo_alt_libpath);
809                 }
810
811                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
812                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
813         }
814 }
815
816 static void
817 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
818 {
819         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
820         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
821
822         /*
823          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
824          * See comment above spa_config_sync().
825          */
826         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
827         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
828         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
829
830         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
831                 zfs_dbgmsg_print(FTAG);
832
833         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
834 }
835
836 static uint64_t
837 ztest_random(uint64_t range)
838 {
839         uint64_t r;
840
841         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
842
843         if (range == 0)
844                 return (0);
845
846         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
847                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
848
849         return (r % range);
850 }
851
852 /* ARGSUSED */
853 static void
854 ztest_record_enospc(const char *s)
855 {
856         ztest_shared->zs_enospc_count++;
857 }
858
859 static uint64_t
860 ztest_get_ashift(void)
861 {
862         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
863                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
864         return (ztest_opts.zo_ashift);
865 }
866
867 static nvlist_t *
868 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
869 {
870         char *pathbuf;
871         uint64_t vdev;
872         nvlist_t *file;
873
874         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
875
876         if (ashift == 0)
877                 ashift = ztest_get_ashift();
878
879         if (path == NULL) {
880                 path = pathbuf;
881
882                 if (aux != NULL) {
883                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
884                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
885                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
886                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
887                             aux, vdev);
888                 } else {
889                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
890                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
891                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
892                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
893                 }
894         }
895
896         if (size != 0) {
897                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
898                 if (fd == -1)
899                         fatal(1, "can't open %s", path);
900                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
901                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
902                 (void) close(fd);
903         }
904
905         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
906         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
907         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
908         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
909         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
910
911         return (file);
912 }
913
914 static nvlist_t *
915 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
916     uint64_t ashift, int r)
917 {
918         nvlist_t *raidz, **child;
919         int c;
920
921         if (r < 2)
922                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
923         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
924
925         for (c = 0; c < r; c++)
926                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
927
928         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
929         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
930             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
931         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
932             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
933         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
934             child, r) == 0);
935
936         for (c = 0; c < r; c++)
937                 nvlist_free(child[c]);
938
939         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
940
941         return (raidz);
942 }
943
944 static nvlist_t *
945 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
946     uint64_t ashift, int r, int m)
947 {
948         nvlist_t *mirror, **child;
949         int c;
950
951         if (m < 1)
952                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
953
954         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
955
956         for (c = 0; c < m; c++)
957                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
958
959         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
960         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
961             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
962         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
963             child, m) == 0);
964
965         for (c = 0; c < m; c++)
966                 nvlist_free(child[c]);
967
968         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
969
970         return (mirror);
971 }
972
973 static nvlist_t *
974 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
975     int log, int r, int m, int t)
976 {
977         nvlist_t *root, **child;
978         int c;
979
980         ASSERT(t > 0);
981
982         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
983
984         for (c = 0; c < t; c++) {
985                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
986                     r, m);
987                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
988                     log) == 0);
989         }
990
991         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
992         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
993         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
994             child, t) == 0);
995
996         for (c = 0; c < t; c++)
997                 nvlist_free(child[c]);
998
999         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
1000
1001         return (root);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
1006  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
1007  */
1008 static uint64_t
1009 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
1010 {
1011         uint64_t version = initial_version;
1012
1013         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
1014                 version = version +
1015                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
1016         }
1017
1018         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
1019                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
1020
1021         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
1022         return (version);
1023 }
1024
1025 static int
1026 ztest_random_blocksize(void)
1027 {
1028         /*
1029          * Choose a block size >= the ashift.
1030          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
1031          */
1032         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
1033         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
1034                 maxbs = 20;
1035         uint64_t block_shift =
1036             ztest_random(maxbs - ztest_spa->spa_max_ashift + 1);
1037         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1038 }
1039
1040 static int
1041 ztest_random_ibshift(void)
1042 {
1043         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1044             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1045 }
1046
1047 static uint64_t
1048 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1049 {
1050         uint64_t top;
1051         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1052         vdev_t *tvd;
1053
1054         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1055
1056         do {
1057                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1058                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1059         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1060             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1061
1062         return (top);
1063 }
1064
1065 static uint64_t
1066 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1067 {
1068         uint64_t value;
1069
1070         do {
1071                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1072         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1073
1074         return (value);
1075 }
1076
1077 static int
1078 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1079     boolean_t inherit)
1080 {
1081         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1082         const char *valname;
1083         char *setpoint;
1084         uint64_t curval;
1085         int error;
1086
1087         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1088             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1089
1090         if (error == ENOSPC) {
1091                 ztest_record_enospc(FTAG);
1092                 return (error);
1093         }
1094         ASSERT0(error);
1095
1096         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1097         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1098
1099         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1100                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1101                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1102                     osname, propname, valname, setpoint);
1103         }
1104         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1105
1106         return (error);
1107 }
1108
1109 static int
1110 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1111 {
1112         spa_t *spa = ztest_spa;
1113         nvlist_t *props = NULL;
1114         int error;
1115
1116         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1117         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1118
1119         error = spa_prop_set(spa, props);
1120
1121         nvlist_free(props);
1122
1123         if (error == ENOSPC) {
1124                 ztest_record_enospc(FTAG);
1125                 return (error);
1126         }
1127         ASSERT0(error);
1128
1129         return (error);
1130 }
1131
1132 static void
1133 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1134 {
1135         rll->rll_writer = NULL;
1136         rll->rll_readers = 0;
1137         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1138         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1139 }
1140
1141 static void
1142 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1143 {
1144         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1145         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1146         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1147         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1148 }
1149
1150 static void
1151 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1152 {
1153         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1154
1155         if (type == RL_READER) {
1156                 while (rll->rll_writer != NULL)
1157                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1158                 rll->rll_readers++;
1159         } else {
1160                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1161                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1162                 rll->rll_writer = curthread;
1163         }
1164
1165         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1166 }
1167
1168 static void
1169 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1170 {
1171         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1172
1173         if (rll->rll_writer) {
1174                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1175                 rll->rll_writer = NULL;
1176         } else {
1177                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1178                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1179                 rll->rll_readers--;
1180         }
1181
1182         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1183                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1184
1185         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1186 }
1187
1188 static void
1189 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1190 {
1191         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1192
1193         ztest_rll_lock(rll, type);
1194 }
1195
1196 static void
1197 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1198 {
1199         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1200
1201         ztest_rll_unlock(rll);
1202 }
1203
1204 static rl_t *
1205 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1206     uint64_t size, rl_type_t type)
1207 {
1208         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1209         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1210         rl_t *rl;
1211
1212         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1213         rl->rl_object = object;
1214         rl->rl_offset = offset;
1215         rl->rl_size = size;
1216         rl->rl_lock = rll;
1217
1218         ztest_rll_lock(rll, type);
1219
1220         return (rl);
1221 }
1222
1223 static void
1224 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1225 {
1226         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1227
1228         ztest_rll_unlock(rll);
1229
1230         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1231 }
1232
1233 static void
1234 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1235 {
1236         zd->zd_os = os;
1237         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1238         zd->zd_shared = szd;
1239         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1240         int l;
1241
1242         if (zd->zd_shared != NULL)
1243                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1244
1245         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1246         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1247
1248         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1249                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1250
1251         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1252                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1253 }
1254
1255 static void
1256 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1257 {
1258         int l;
1259
1260         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1261         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1262
1263         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1264                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1265
1266         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1267                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1268 }
1269
1270 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1271
1272 static uint64_t
1273 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1274 {
1275         uint64_t txg;
1276         int error;
1277
1278         /*
1279          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1280          */
1281         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1282         if (error) {
1283                 if (error == ERESTART) {
1284                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1285                         dmu_tx_wait(tx);
1286                 } else {
1287                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1288                         ztest_record_enospc(tag);
1289                 }
1290                 dmu_tx_abort(tx);
1291                 return (0);
1292         }
1293         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1294         ASSERT(txg != 0);
1295         return (txg);
1296 }
1297
1298 static void
1299 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1300 {
1301         uint64_t *ip = buf;
1302         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1303
1304         while (ip < ip_end)
1305                 *ip++ = value;
1306 }
1307
1308 #ifndef NDEBUG
1309 static boolean_t
1310 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1311 {
1312         uint64_t *ip = buf;
1313         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1314         uint64_t diff = 0;
1315
1316         while (ip < ip_end)
1317                 diff |= (value - *ip++);
1318
1319         return (diff == 0);
1320 }
1321 #endif
1322
1323 static void
1324 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1325     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1326 {
1327         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1328         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1329         bt->bt_object = object;
1330         bt->bt_offset = offset;
1331         bt->bt_gen = gen;
1332         bt->bt_txg = txg;
1333         bt->bt_crtxg = crtxg;
1334 }
1335
1336 static void
1337 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1338     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1339 {
1340         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1341         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1342         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1343         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1344         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1345         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1346         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1347 }
1348
1349 static ztest_block_tag_t *
1350 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1351 {
1352         dmu_object_info_t doi;
1353         ztest_block_tag_t *bt;
1354
1355         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1356         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1357         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1358         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1359
1360         return (bt);
1361 }
1362
1363 /*
1364  * ZIL logging ops
1365  */
1366
1367 #define lrz_type        lr_mode
1368 #define lrz_blocksize   lr_uid
1369 #define lrz_ibshift     lr_gid
1370 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1371 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1372
1373 static void
1374 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1375 {
1376         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1377         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1378         itx_t *itx;
1379
1380         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1381                 return;
1382
1383         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1384         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1385             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1386
1387         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1388 }
1389
1390 static void
1391 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1392 {
1393         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1394         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1395         itx_t *itx;
1396
1397         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1398                 return;
1399
1400         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1401         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1402             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1403
1404         itx->itx_oid = object;
1405         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1406 }
1407
1408 static void
1409 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1410 {
1411         itx_t *itx;
1412         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1413
1414         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1415                 return;
1416
1417         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1418                 write_state = WR_INDIRECT;
1419
1420         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1421             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1422
1423         if (write_state == WR_COPIED &&
1424             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1425             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1426                 zil_itx_destroy(itx);
1427                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1428                 write_state = WR_NEED_COPY;
1429         }
1430         itx->itx_private = zd;
1431         itx->itx_wr_state = write_state;
1432         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1433         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1434
1435         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1436             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1437
1438         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1439 }
1440
1441 static void
1442 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1443 {
1444         itx_t *itx;
1445
1446         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1447                 return;
1448
1449         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1450         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1451             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1452
1453         itx->itx_sync = B_FALSE;
1454         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1455 }
1456
1457 static void
1458 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1459 {
1460         itx_t *itx;
1461
1462         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1463                 return;
1464
1465         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1466         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1467             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1468
1469         itx->itx_sync = B_FALSE;
1470         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * ZIL replay ops
1475  */
1476 static int
1477 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1478 {
1479         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1480         objset_t *os = zd->zd_os;
1481         ztest_block_tag_t *bbt;
1482         dmu_buf_t *db;
1483         dmu_tx_t *tx;
1484         uint64_t txg;
1485         int error = 0;
1486
1487         if (byteswap)
1488                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1489
1490         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1491         ASSERT(name[0] != '\0');
1492
1493         tx = dmu_tx_create(os);
1494
1495         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1496
1497         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1498                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1499         } else {
1500                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1501         }
1502
1503         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1504         if (txg == 0)
1505                 return (ENOSPC);
1506
1507         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1508
1509         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1510                 if (lr->lr_foid == 0) {
1511                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1512                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1513                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1514                 } else {
1515                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1516                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1517                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1518                 }
1519         } else {
1520                 if (lr->lr_foid == 0) {
1521                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1522                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1523                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1524                 } else {
1525                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1526                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1527                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1528                 }
1529         }
1530
1531         if (error) {
1532                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1533                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1534                 dmu_tx_commit(tx);
1535                 return (error);
1536         }
1537
1538         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1539
1540         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1541                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1542                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1543
1544         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1545         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1546         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1547         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1548         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1549
1550         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1551             &lr->lr_foid, tx));
1552
1553         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1554
1555         dmu_tx_commit(tx);
1556
1557         return (0);
1558 }
1559
1560 static int
1561 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1562 {
1563         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1564         objset_t *os = zd->zd_os;
1565         dmu_object_info_t doi;
1566         dmu_tx_t *tx;
1567         uint64_t object, txg;
1568
1569         if (byteswap)
1570                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1571
1572         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1573         ASSERT(name[0] != '\0');
1574
1575         VERIFY3U(0, ==,
1576             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1577         ASSERT(object != 0);
1578
1579         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1580
1581         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1582
1583         tx = dmu_tx_create(os);
1584
1585         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1586         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1587
1588         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1589         if (txg == 0) {
1590                 ztest_object_unlock(zd, object);
1591                 return (ENOSPC);
1592         }
1593
1594         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1595                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1596         } else {
1597                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1598         }
1599
1600         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1601
1602         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1603
1604         dmu_tx_commit(tx);
1605
1606         ztest_object_unlock(zd, object);
1607
1608         return (0);
1609 }
1610
1611 static int
1612 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1613 {
1614         objset_t *os = zd->zd_os;
1615         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1616         uint64_t offset, length;
1617         ztest_block_tag_t *bt = data;
1618         ztest_block_tag_t *bbt;
1619         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1620         dmu_object_info_t doi;
1621         dmu_tx_t *tx;
1622         dmu_buf_t *db;
1623         arc_buf_t *abuf = NULL;
1624         rl_t *rl;
1625
1626         if (byteswap)
1627                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1628
1629         offset = lr->lr_offset;
1630         length = lr->lr_length;
1631
1632         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1633         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1634                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1635                 if (length < blocksize) {
1636                         offset -= offset % blocksize;
1637                         length = blocksize;
1638                 }
1639         }
1640
1641         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1642                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1643
1644         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1645                 bt = NULL;
1646
1647         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1648         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1649
1650         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1651
1652         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1653
1654         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1655         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1656         gen = bbt->bt_gen;
1657         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1658         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1659
1660         tx = dmu_tx_create(os);
1661
1662         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1663
1664         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1665             P2PHASE(offset, length) == 0)
1666                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1667
1668         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1669         if (txg == 0) {
1670                 if (abuf != NULL)
1671                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1672                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1673                 ztest_range_unlock(rl);
1674                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1675                 return (ENOSPC);
1676         }
1677
1678         if (bt != NULL) {
1679                 /*
1680                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1681                  * but not always, because we also want to verify correct
1682                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1683                  */
1684                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1685                 if (ztest_random(4) != 0) {
1686                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1687                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1688                         ztest_block_tag_t rbt;
1689
1690                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1691                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1692                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1693                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1694                                     offset, gen, txg, crtxg);
1695                         }
1696                 }
1697
1698                 /*
1699                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1700                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1701                  * open-context data, which may be different than the data
1702                  * as it was when the write was generated.
1703                  */
1704                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1705                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1706                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1707                             bt->bt_crtxg);
1708                 }
1709
1710                 /*
1711                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1712                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1713                  */
1714                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1715         }
1716
1717         if (abuf == NULL) {
1718                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1719         } else {
1720                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1721                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1722         }
1723
1724         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1725
1726         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1727
1728         dmu_tx_commit(tx);
1729
1730         ztest_range_unlock(rl);
1731         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1732
1733         return (0);
1734 }
1735
1736 static int
1737 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1738 {
1739         objset_t *os = zd->zd_os;
1740         dmu_tx_t *tx;
1741         uint64_t txg;
1742         rl_t *rl;
1743
1744         if (byteswap)
1745                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1746
1747         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1748         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1749             RL_WRITER);
1750
1751         tx = dmu_tx_create(os);
1752
1753         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1754
1755         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1756         if (txg == 0) {
1757                 ztest_range_unlock(rl);
1758                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1759                 return (ENOSPC);
1760         }
1761
1762         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1763             lr->lr_length, tx) == 0);
1764
1765         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1766
1767         dmu_tx_commit(tx);
1768
1769         ztest_range_unlock(rl);
1770         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1771
1772         return (0);
1773 }
1774
1775 static int
1776 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1777 {
1778         objset_t *os = zd->zd_os;
1779         dmu_tx_t *tx;
1780         dmu_buf_t *db;
1781         ztest_block_tag_t *bbt;
1782         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1783
1784         if (byteswap)
1785                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1786
1787         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1788
1789         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1790
1791         tx = dmu_tx_create(os);
1792         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1793
1794         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1795         if (txg == 0) {
1796                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1797                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1798                 return (ENOSPC);
1799         }
1800
1801         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1802         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1803         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1804         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1805
1806         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1807                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1808                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1809                 ASSERT(lrtxg != 0);
1810         } else {
1811                 /*
1812                  * Randomly change the size and increment the generation.
1813                  */
1814                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1815                     sizeof (*bbt);
1816                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1817                 ASSERT(lrtxg == 0);
1818         }
1819
1820         /*
1821          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1822          */
1823         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1824             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1825
1826         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1827
1828         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1829         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1830         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1831         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1832
1833         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1834
1835         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1836
1837         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1838
1839         dmu_tx_commit(tx);
1840
1841         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1842
1843         return (0);
1844 }
1845
1846 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1847         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
1848         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
1849         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
1850         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
1851         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
1852         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
1853         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
1854         NULL,                                           /* TX_LINK */
1855         NULL,                                           /* TX_RENAME */
1856         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
1857         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
1858         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
1859         NULL,                                           /* TX_ACL */
1860         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
1861         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
1862         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1863         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
1864         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
1865         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1866         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
1867 };
1868
1869 /*
1870  * ZIL get_data callbacks
1871  */
1872
1873 static void
1874 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1875 {
1876         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1877         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1878
1879         if (zgd->zgd_db)
1880                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1881
1882         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1883         ztest_object_unlock(zd, object);
1884
1885         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1886                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1887
1888         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1889 }
1890
1891 static int
1892 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1893 {
1894         ztest_ds_t *zd = arg;
1895         objset_t *os = zd->zd_os;
1896         uint64_t object = lr->lr_foid;
1897         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1898         uint64_t size = lr->lr_length;
1899         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1900         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1901         uint64_t crtxg;
1902         dmu_object_info_t doi;
1903         dmu_buf_t *db;
1904         zgd_t *zgd;
1905         int error;
1906
1907         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1908         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1909         if (error) {
1910                 ztest_object_unlock(zd, object);
1911                 return (error);
1912         }
1913
1914         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1915
1916         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1917                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1918                 ztest_object_unlock(zd, object);
1919                 return (ENOENT);
1920         }
1921
1922         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1923         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1924         db = NULL;
1925
1926         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1927         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1928         zgd->zgd_private = zd;
1929
1930         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1931                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1932                     RL_READER);
1933
1934                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1935                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1936                 ASSERT(error == 0);
1937         } else {
1938                 size = doi.doi_data_block_size;
1939                 if (ISP2(size)) {
1940                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1941                 } else {
1942                         ASSERT(offset < size);
1943                         offset = 0;
1944                 }
1945
1946                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1947                     RL_READER);
1948
1949                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1950                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1951
1952                 if (error == 0) {
1953                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1954                         if (obp) {
1955                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1956                                 *bp = *obp;
1957                         }
1958
1959                         zgd->zgd_db = db;
1960                         zgd->zgd_bp = bp;
1961
1962                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1963                         ASSERT(db->db_size == size);
1964
1965                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1966                             ztest_get_done, zgd);
1967
1968                         if (error == 0)
1969                                 return (0);
1970                 }
1971         }
1972
1973         ztest_get_done(zgd, error);
1974
1975         return (error);
1976 }
1977
1978 static void *
1979 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1980 {
1981         char *lr;
1982         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1983
1984         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1985
1986         if (name)
1987                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1988
1989         return (lr);
1990 }
1991
1992 void
1993 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1994 {
1995         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1996
1997         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2002  */
2003 static int
2004 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2005 {
2006         int missing = 0;
2007         int error;
2008         int i;
2009
2010         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2011
2012         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2013                 od->od_object = 0;
2014                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2015                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2016                 if (error) {
2017                         ASSERT(error == ENOENT);
2018                         ASSERT(od->od_object == 0);
2019                         missing++;
2020                 } else {
2021                         dmu_buf_t *db;
2022                         ztest_block_tag_t *bbt;
2023                         dmu_object_info_t doi;
2024
2025                         ASSERT(od->od_object != 0);
2026                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2027
2028                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2029                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2030                             od->od_object, FTAG, &db));
2031                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2032                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2033                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2034                         od->od_type = doi.doi_type;
2035                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2036                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2037                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2038                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2039                 }
2040         }
2041
2042         return (missing);
2043 }
2044
2045 static int
2046 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2047 {
2048         int missing = 0;
2049         int i;
2050
2051         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2052
2053         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2054                 if (missing) {
2055                         od->od_object = 0;
2056                         missing++;
2057                         continue;
2058                 }
2059
2060                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2061
2062                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2063                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2064                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2065                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2066                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2067                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2068                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2069                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2070                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2071
2072                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2073                         ASSERT(missing == 0);
2074                         od->od_object = 0;
2075                         missing++;
2076                 } else {
2077                         od->od_object = lr->lr_foid;
2078                         od->od_type = od->od_crtype;
2079                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2080                         od->od_gen = od->od_crgen;
2081                         ASSERT(od->od_object != 0);
2082                 }
2083
2084                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2085         }
2086
2087         return (missing);
2088 }
2089
2090 static int
2091 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2092 {
2093         int missing = 0;
2094         int error;
2095         int i;
2096
2097         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2098
2099         od += count - 1;
2100
2101         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2102                 if (missing) {
2103                         missing++;
2104                         continue;
2105                 }
2106
2107                 /*
2108                  * No object was found.
2109                  */
2110                 if (od->od_object == 0)
2111                         continue;
2112
2113                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2114
2115                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2116
2117                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2118                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2119                         missing++;
2120                 } else {
2121                         od->od_object = 0;
2122                 }
2123                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2124         }
2125
2126         return (missing);
2127 }
2128
2129 static int
2130 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2131     void *data)
2132 {
2133         lr_write_t *lr;
2134         int error;
2135
2136         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2137
2138         lr->lr_foid = object;
2139         lr->lr_offset = offset;
2140         lr->lr_length = size;
2141         lr->lr_blkoff = 0;
2142         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2143
2144         bcopy(data, lr + 1, size);
2145
2146         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2147
2148         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2149
2150         return (error);
2151 }
2152
2153 static int
2154 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2155 {
2156         lr_truncate_t *lr;
2157         int error;
2158
2159         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2160
2161         lr->lr_foid = object;
2162         lr->lr_offset = offset;
2163         lr->lr_length = size;
2164
2165         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2166
2167         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2168
2169         return (error);
2170 }
2171
2172 static int
2173 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2174 {
2175         lr_setattr_t *lr;
2176         int error;
2177
2178         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2179
2180         lr->lr_foid = object;
2181         lr->lr_size = 0;
2182         lr->lr_mode = 0;
2183
2184         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2185
2186         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2187
2188         return (error);
2189 }
2190
2191 static void
2192 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2193 {
2194         objset_t *os = zd->zd_os;
2195         dmu_tx_t *tx;
2196         uint64_t txg;
2197         rl_t *rl;
2198
2199         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2200
2201         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2202         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2203
2204         tx = dmu_tx_create(os);
2205
2206         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2207
2208         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2209
2210         if (txg != 0) {
2211                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2212                 dmu_tx_commit(tx);
2213                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2214         } else {
2215                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2216         }
2217
2218         ztest_range_unlock(rl);
2219         ztest_object_unlock(zd, object);
2220 }
2221
2222 static void
2223 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2224 {
2225         int err;
2226         ztest_block_tag_t wbt;
2227         dmu_object_info_t doi;
2228         enum ztest_io_type io_type;
2229         uint64_t blocksize;
2230         void *data;
2231
2232         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2233         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2234         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2235
2236         /*
2237          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2238          */
2239         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2240         if (ztest_random(2) == 0)
2241                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2242
2243         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2244
2245         switch (io_type) {
2246
2247         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2248                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2249                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2250                 break;
2251
2252         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2253                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2254                 if (ztest_random(2) == 0) {
2255                         /*
2256                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2257                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2258                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2259                          */
2260                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2261                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2262                 }
2263                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2264                 break;
2265
2266         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2267                 bzero(data, blocksize);
2268                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2269                 break;
2270
2271         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2272                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2273                 break;
2274
2275         case ZTEST_IO_SETATTR:
2276                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2277                 break;
2278         default:
2279                 break;
2280
2281         case ZTEST_IO_REWRITE:
2282                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2283                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2284                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2285                     B_FALSE);
2286                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2287                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2288                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2289                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2290                     B_FALSE);
2291                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2292                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2293
2294                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2295                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2296
2297                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2298                 break;
2299         }
2300
2301         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2302
2303         umem_free(data, blocksize);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Initialize an object description template.
2308  */
2309 static void
2310 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2311     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2312 {
2313         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2314         od->od_object = 0;
2315
2316         od->od_crtype = type;
2317         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2318         od->od_crgen = gen;
2319
2320         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2321         od->od_blocksize = 0;
2322         od->od_gen = 0;
2323
2324         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2325             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2330  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2331  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2332  * use the existing objects.
2333  */
2334 static int
2335 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2336 {
2337         int count = size / sizeof (*od);
2338         int rv = 0;
2339
2340         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2341         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2342             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2343             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2344                 rv = -1;
2345         zd->zd_od = od;
2346         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2347
2348         return (rv);
2349 }
2350
2351 /* ARGSUSED */
2352 void
2353 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2354 {
2355         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2356
2357         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2358
2359         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2360
2361         /*
2362          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2363          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2364          * will verify that the log really does contain this record.
2365          */
2366         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2367         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2368         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2369         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2370         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2371
2372         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2377  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2378  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2379  */
2380 /* ARGSUSED */
2381 void
2382 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2383 {
2384         objset_t *os = zd->zd_os;
2385
2386         /*
2387          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2388          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2389          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2390          */
2391         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2392         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2393
2394         /* zfs_sb_teardown() */
2395         zil_close(zd->zd_zilog);
2396
2397         /* zfsvfs_setup() */
2398         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2399         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2400
2401         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2402         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2407  * or create a pool with a bad vdev spec.
2408  */
2409 /* ARGSUSED */
2410 void
2411 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2412 {
2413         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2414         spa_t *spa;
2415         nvlist_t *nvroot;
2416
2417         /*
2418          * Attempt to create using a bad file.
2419          */
2420         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2421         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2422             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2423         nvlist_free(nvroot);
2424
2425         /*
2426          * Attempt to create using a bad mirror.
2427          */
2428         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2429         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2430             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2431         nvlist_free(nvroot);
2432
2433         /*
2434          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2435          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2436          */
2437         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2438         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2439         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2440         nvlist_free(nvroot);
2441         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2442         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2443         spa_close(spa, FTAG);
2444
2445         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2446 }
2447
2448 /* ARGSUSED */
2449 void
2450 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2451 {
2452         spa_t *spa;
2453         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2454         uint64_t version, newversion;
2455         nvlist_t *nvroot, *props;
2456         char *name;
2457
2458         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2459         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2460
2461         /*
2462          * Clean up from previous runs.
2463          */
2464         (void) spa_destroy(name);
2465
2466         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2467             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2468
2469         /*
2470          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2471          * the initial version is capable of supporting that feature.
2472          */
2473         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2474         case 0:
2475         case 1:
2476                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2477                 break;
2478         case 2:
2479                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2480                 break;
2481         case 3:
2482                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2483                 break;
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2488          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2489          */
2490         do {
2491                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2492         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2493
2494         props = fnvlist_alloc();
2495         fnvlist_add_uint64(props,
2496             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2497         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2498         fnvlist_free(nvroot);
2499         fnvlist_free(props);
2500
2501         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2502         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2503         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2504
2505         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2506                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2507                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2508         }
2509
2510         spa_upgrade(spa, newversion);
2511         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2512         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2513             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2514         spa_close(spa, FTAG);
2515
2516         strfree(name);
2517         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2518 }
2519
2520 static vdev_t *
2521 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2522 {
2523         vdev_t *mvd;
2524         int c;
2525
2526         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2527                 return (vd);
2528
2529         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2530                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2531                     NULL)
2532                         return (mvd);
2533
2534         return (NULL);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2539  */
2540 int
2541 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2542 {
2543         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2544         int c;
2545
2546         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2547
2548         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2549                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2550
2551                 if (cvd->vdev_ishole)
2552                         break;
2553         }
2554         return (c);
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Verify that vdev_add() works as expected.
2559  */
2560 /* ARGSUSED */
2561 void
2562 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2563 {
2564         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2565         spa_t *spa = ztest_spa;
2566         uint64_t leaves;
2567         uint64_t guid;
2568         nvlist_t *nvroot;
2569         int error;
2570
2571         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2572         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2573
2574         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2575
2576         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2577
2578         /*
2579          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2580          */
2581         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2582                 /*
2583                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2584                  */
2585                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2586
2587                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2588
2589                 /*
2590                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2591                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2592                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2593                  * grab a reference on the dataset which may cause
2594                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2595                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2596                  */
2597                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2598                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2599                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2600
2601                 if (error && error != EEXIST)
2602                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2603         } else {
2604                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2605
2606                 /*
2607                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2608                  */
2609                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2610                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2611                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2612                     zs->zs_mirrors, 1);
2613
2614                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2615                 nvlist_free(nvroot);
2616
2617                 if (error == ENOSPC)
2618                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2619                 else if (error != 0)
2620                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2621         }
2622
2623         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2628  */
2629 /* ARGSUSED */
2630 void
2631 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2632 {
2633         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2634         spa_t *spa = ztest_spa;
2635         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2636         spa_aux_vdev_t *sav;
2637         char *aux;
2638         char *path;
2639         uint64_t guid = 0;
2640         int error;
2641
2642         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2643
2644         if (ztest_random(2) == 0) {
2645                 sav = &spa->spa_spares;
2646                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2647         } else {
2648                 sav = &spa->spa_l2cache;
2649                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2650         }
2651
2652         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2653
2654         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2655
2656         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2657                 /*
2658                  * Pick a random device to remove.
2659                  */
2660                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2661         } else {
2662                 /*
2663                  * Find an unused device we can add.
2664                  */
2665                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2666                 for (;;) {
2667                         int c;
2668                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2669                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2670                             zs->zs_vdev_aux);
2671                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2672                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2673                                     path) == 0)
2674                                         break;
2675                         if (c == sav->sav_count &&
2676                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2677                                 break;
2678                         zs->zs_vdev_aux++;
2679                 }
2680         }
2681
2682         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2683
2684         if (guid == 0) {
2685                 /*
2686                  * Add a new device.
2687                  */
2688                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2689                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2690                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2691                 if (error != 0)
2692                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2693                 nvlist_free(nvroot);
2694         } else {
2695                 /*
2696                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2697                  * vdev state first to make sure we handle removal
2698                  * of devices that have pending state changes.
2699                  */
2700                 if (ztest_random(2) == 0)
2701                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2702
2703                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2704                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2705                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2706         }
2707
2708         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2709
2710         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2715  */
2716 /* ARGSUSED */
2717 void
2718 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2719 {
2720         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2721         spa_t *spa = ztest_spa;
2722         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2723         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2724         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2725         int error = 0;
2726
2727         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2728
2729         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2730         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2731                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2732                 return;
2733         }
2734
2735         /* clean up the old pool, if any */
2736         (void) spa_destroy("splitp");
2737
2738         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2739
2740         /* generate a config from the existing config */
2741         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2742         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2743             &tree) == 0);
2744         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2745
2746         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2747             &children) == 0);
2748
2749         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2750         for (c = 0; c < children; c++) {
2751                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2752                 nvlist_t **mchild;
2753                 uint_t mchildren;
2754
2755                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2756                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2757                             0) == 0);
2758                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2759                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2760                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2761                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2762                         if (lastlogid == 0)
2763                                 lastlogid = schildren;
2764                         ++schildren;
2765                         continue;
2766                 }
2767                 lastlogid = 0;
2768                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2769                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2770                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2771         }
2772
2773         /* OK, create a config that can be used to split */
2774         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2775         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2776             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2777         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2778             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2779
2780         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2781         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2782
2783         for (c = 0; c < schildren; c++)
2784                 nvlist_free(schild[c]);
2785         free(schild);
2786         nvlist_free(split);
2787
2788         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2789
2790         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2791         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2792         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2793
2794         nvlist_free(config);
2795
2796         if (error == 0) {
2797                 (void) printf("successful split - results:\n");
2798                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2799                 show_pool_stats(spa);
2800                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2801                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2802                 ++zs->zs_splits;
2803                 --zs->zs_mirrors;
2804         }
2805         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2806
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Verify that we can attach and detach devices.
2811  */
2812 /* ARGSUSED */
2813 void
2814 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2815 {
2816         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2817         spa_t *spa = ztest_spa;
2818         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2819         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2820         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2821         nvlist_t *root;
2822         uint64_t leaves;
2823         uint64_t leaf, top;
2824         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2825         uint64_t oldguid, pguid;
2826         uint64_t oldsize, newsize;
2827         char *oldpath, *newpath;
2828         int replacing;
2829         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2830         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2831         int oldvd_is_log;
2832         int error, expected_error;
2833
2834         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2835         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2836
2837         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2838         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2839
2840         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2841
2842         /*
2843          * Decide whether to do an attach or a replace.
2844          */
2845         replacing = ztest_random(2);
2846
2847         /*
2848          * Pick a random top-level vdev.
2849          */
2850         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2851
2852         /*
2853          * Pick a random leaf within it.
2854          */
2855         leaf = ztest_random(leaves);
2856
2857         /*
2858          * Locate this vdev.
2859          */
2860         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2861         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2862                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2863                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2864                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2865         }
2866         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2867                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2868                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2869                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2870         }
2871
2872         /*
2873          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2874          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2875          */
2876         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2877                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2878                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2879                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2880         }
2881
2882         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2883         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2884         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2885         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2886         pvd = oldvd->vdev_parent;
2887         pguid = pvd->vdev_guid;
2888
2889         /*
2890          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2891          */
2892         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2893                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2894                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2895                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2896                     error != ENOTSUP)
2897                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2898                 goto out;
2899         }
2900
2901         /*
2902          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2903          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2904          */
2905         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2906                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2907                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2908                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2909         } else {
2910                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
2911                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2912                     top * leaves + leaf);
2913                 if (ztest_random(2) == 0)
2914                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2915                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2916         }
2917
2918         if (newvd) {
2919                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2920         } else {
2921                 /*
2922                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2923                  * If it's smaller, the attach should fail.
2924                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2925                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2926                  */
2927                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2928         }
2929
2930         /*
2931          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2932          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2933          *
2934          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2935          *
2936          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2937          */
2938         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2939             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2940             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2941             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2942                 expected_error = ENOTSUP;
2943         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2944                 expected_error = ENOTSUP;
2945         else if (newvd == oldvd)
2946                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2947         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2948                 expected_error = EBUSY;
2949         else if (newsize < oldsize)
2950                 expected_error = EOVERFLOW;
2951         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2952                 expected_error = EDOM;
2953         else
2954                 expected_error = 0;
2955
2956         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2957
2958         /*
2959          * Build the nvlist describing newpath.
2960          */
2961         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2962             ashift, 0, 0, 0, 1);
2963
2964         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2965
2966         nvlist_free(root);
2967
2968         /*
2969          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2970          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2971          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2972          */
2973         if (expected_error == ENOTSUP &&
2974             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2975                 expected_error = error;
2976
2977         /*
2978          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2979          */
2980         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2981                 expected_error = error;
2982
2983         /* XXX workaround 6690467 */
2984         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2985                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2986                     "returned %d, expected %d",
2987                     oldpath, oldsize, newpath,
2988                     newsize, replacing, error, expected_error);
2989         }
2990 out:
2991         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2992
2993         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
2994         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2999  */
3000 vdev_t *
3001 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3002 {
3003         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3004         size_t *newsize = arg;
3005         size_t fsize;
3006         int fd;
3007
3008         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3009         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3010
3011         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3012                 return (vd);
3013
3014         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3015         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3016
3017         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3018                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3019                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3020         }
3021         (void) close(fd);
3022         return (NULL);
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3027  */
3028 /* ARGSUSED */
3029 vdev_t *
3030 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3031 {
3032         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3033         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3034         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3035         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3036         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3037         int error;
3038
3039         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3040         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3041
3042         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3043         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3044         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3045         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3046
3047         /*
3048          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3049          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3050          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3051          */
3052         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3053                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3054                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3055                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3056                 }
3057                 return (vd);
3058         }
3059         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3060
3061         /*
3062          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3063          * still talking to the original vdev. It's possible this
3064          * vdev may have been detached/replaced while we were
3065          * trying to online it.
3066          */
3067         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3068                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3069                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3070                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3071                             "got gen %llu\n",
3072                             (u_longlong_t)guid,
3073                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3074                             (u_longlong_t)generation,
3075                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3076                 }
3077                 return (vd);
3078         }
3079         return (NULL);
3080 }
3081
3082 /*
3083  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3084  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3085  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3086  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3087  * leaf vdev we encounter.
3088  */
3089 vdev_t *
3090 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3091 {
3092         uint_t c;
3093
3094         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3095                 if (func == NULL)
3096                         return (vd);
3097                 else
3098                         return (func(vd, arg));
3099         }
3100
3101         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3102                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3103                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3104                         return (cvd);
3105         }
3106         return (NULL);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3111  */
3112 /* ARGSUSED */
3113 void
3114 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3115 {
3116         spa_t *spa = ztest_spa;
3117         vdev_t *vd, *tvd;
3118         metaslab_class_t *mc;
3119         metaslab_group_t *mg;
3120         size_t psize, newsize;
3121         uint64_t top;
3122         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3123
3124         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3125         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3126
3127         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3128
3129         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3130         mg = tvd->vdev_mg;
3131         mc = mg->mg_class;
3132         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3133         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3134
3135         /*
3136          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3137          * our top-level device.
3138          */
3139         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3140         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3141         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3142
3143         psize = vd->vdev_psize;
3144
3145         /*
3146          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3147          * original size, and it has a valid psize.
3148          */
3149         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3150             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3151                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3152                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3153                 return;
3154         }
3155         ASSERT(psize > 0);
3156         newsize = psize + psize / 8;
3157         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3158
3159         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3160                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3161                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3162         }
3163
3164         /*
3165          * Growing the vdev is a two step process:
3166          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3167          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3168          */
3169         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3170             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3171             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3172                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3173                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3174                             "the vdev configuration changed.\n");
3175                 }
3176                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3177                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3178                 return;
3179         }
3180
3181         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3182
3183         /*
3184          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3185          * thus we must wait for the async thread to complete any
3186          * pending tasks before proceeding.
3187          */
3188         for (;;) {
3189                 boolean_t done;
3190                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3191                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3192                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3193                 if (done)
3194                         break;
3195                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3196                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3197         }
3198
3199         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3200
3201         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3202         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3203         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3204
3205         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3206                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3207                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3208                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3209                 }
3210                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3211                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3212                 return;
3213         }
3214
3215         /*
3216          * Make sure we were able to grow the vdev.
3217          */
3218         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3219                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3220                     old_ms_count, new_ms_count);
3221
3222         /*
3223          * Make sure we were able to grow the pool.
3224          */
3225         if (new_class_space <= old_class_space)
3226                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3227                     old_class_space, new_class_space);
3228
3229         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3230                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3231
3232                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3233                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3234                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3235                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3236         }
3237
3238         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3239         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3244  */
3245 /* ARGSUSED */
3246 static void
3247 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3248 {
3249         /*
3250          * Create the objects common to all ztest datasets.
3251          */
3252         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3253             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3254 }
3255
3256 static int
3257 ztest_dataset_create(char *dsname)
3258 {
3259         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3260         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3261             ztest_objset_create_cb, NULL);
3262
3263         if (err || zilset < 80)
3264                 return (err);
3265
3266         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3267                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3268         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3269             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3270 }
3271
3272 /* ARGSUSED */
3273 static int
3274 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3275 {
3276         objset_t *os;
3277         dmu_object_info_t doi;
3278         int error;
3279
3280         /*
3281          * Verify that the dataset contains a directory object.
3282          */
3283         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3284         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3285         if (error != ENOENT) {
3286                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3287                 ASSERT0(error);
3288                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3289                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3290         }
3291         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3292
3293         /*
3294          * Destroy the dataset.
3295          */
3296         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3297                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3298         } else {
3299                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3300         }
3301         return (0);
3302 }
3303
3304 static boolean_t
3305 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3306 {
3307         char snapname[MAXNAMELEN];
3308         int error;
3309
3310         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3311
3312         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3313         if (error == ENOSPC) {
3314                 ztest_record_enospc(FTAG);
3315                 return (B_FALSE);
3316         }
3317         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3318                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3319                     snapname, error);
3320         }
3321         return (B_TRUE);
3322 }
3323
3324 static boolean_t
3325 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3326 {
3327         char snapname[MAXNAMELEN];
3328         int error;
3329
3330         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3331             (u_longlong_t)id);
3332
3333         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3334         if (error != 0 && error != ENOENT)
3335                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3336         return (B_TRUE);
3337 }
3338
3339 /* ARGSUSED */
3340 void
3341 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3342 {
3343         ztest_ds_t *zdtmp;
3344         int iters;
3345         int error;
3346         objset_t *os, *os2;
3347         char *name;
3348         zilog_t *zilog;
3349         int i;
3350
3351         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3352         name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3353
3354         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3355
3356         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3357             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3358
3359         /*
3360          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3361          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3362          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3363          */
3364         if (ztest_random(2) == 0 &&
3365             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3366                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3367                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3368                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3369                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3370         }
3371
3372         /*
3373          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3374          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3375          * and all of its snapshots.
3376          */
3377         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3378             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3379
3380         /*
3381          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3382          */
3383         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3384             FTAG, &os));
3385
3386         /*
3387          * Verify that we can create a new dataset.
3388          */
3389         error = ztest_dataset_create(name);
3390         if (error) {
3391                 if (error == ENOSPC) {
3392                         ztest_record_enospc(FTAG);
3393                         goto out;
3394                 }
3395                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3396         }
3397
3398         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3399
3400         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3401
3402         /*
3403          * Open the intent log for it.
3404          */
3405         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3406
3407         /*
3408          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3409          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3410          */
3411         iters = ztest_random(5);
3412         for (i = 0; i < iters; i++) {
3413                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3414                 if (ztest_random(iters) == 0)
3415                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3416         }
3417
3418         /*
3419          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3420          */
3421         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3422             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3423
3424         /*
3425          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3426          */
3427         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3428         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3429
3430         /*
3431          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3432          */
3433         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3434             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3435
3436         zil_close(zilog);
3437         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3438         ztest_zd_fini(zdtmp);
3439 out:
3440         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3441
3442         umem_free(name, MAXNAMELEN);
3443         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3444 }
3445
3446 /*
3447  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3448  */
3449 void
3450 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3451 {
3452         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3453         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3454         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3455         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3456 }
3457
3458 /*
3459  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3460  */
3461 void
3462 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3463 {
3464         char *snap1name;
3465         char *clone1name;
3466         char *snap2name;
3467         char *clone2name;
3468         char *snap3name;
3469         int error;
3470
3471         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3472         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3473         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3474         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3475         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3476
3477         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3478             osname, (u_longlong_t)id);
3479         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3480             osname, (u_longlong_t)id);
3481         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3482             clone1name, (u_longlong_t)id);
3483         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3484             osname, (u_longlong_t)id);
3485         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3486             clone1name, (u_longlong_t)id);
3487
3488         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3489         if (error && error != ENOENT)
3490                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3491         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3492         if (error && error != ENOENT)
3493                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3494         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3495         if (error && error != ENOENT)
3496                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3497         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3498         if (error && error != ENOENT)
3499                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3500         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3501         if (error && error != ENOENT)
3502                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3503
3504         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3505         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3506         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3507         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3508         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3509 }
3510
3511 /*
3512  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3513  */
3514 void
3515 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3516 {
3517         objset_t *os;
3518         char *snap1name;
3519         char *clone1name;
3520         char *snap2name;
3521         char *clone2name;
3522         char *snap3name;
3523         char *osname = zd->zd_name;
3524         int error;
3525
3526         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3527         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3528         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3529         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3530         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3531
3532         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3533
3534         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3535
3536         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3537             osname, (u_longlong_t)id);
3538         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3539             osname, (u_longlong_t)id);
3540         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3541             clone1name, (u_longlong_t)id);
3542         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3543             osname, (u_longlong_t)id);
3544         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3545             clone1name, (u_longlong_t)id);
3546
3547         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3548         if (error && error != EEXIST) {
3549                 if (error == ENOSPC) {
3550                         ztest_record_enospc(FTAG);
3551                         goto out;
3552                 }
3553                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3554         }
3555
3556         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3557         if (error) {
3558                 if (error == ENOSPC) {
3559                         ztest_record_enospc(FTAG);
3560                         goto out;
3561                 }
3562                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3563         }
3564
3565         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3566         if (error && error != EEXIST) {
3567                 if (error == ENOSPC) {
3568                         ztest_record_enospc(FTAG);
3569                         goto out;
3570                 }
3571                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3572         }
3573
3574         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3575         if (error && error != EEXIST) {
3576                 if (error == ENOSPC) {
3577                         ztest_record_enospc(FTAG);
3578                         goto out;
3579                 }
3580                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3581         }
3582
3583         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3584         if (error) {
3585                 if (error == ENOSPC) {
3586                         ztest_record_enospc(FTAG);
3587                         goto out;
3588                 }
3589                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3590         }
3591
3592         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3593         if (error)
3594                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3595         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3596         if (error == ENOSPC) {
3597                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3598                 ztest_record_enospc(FTAG);
3599                 goto out;
3600         }
3601         if (error != EBUSY)
3602                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3603                     error);
3604         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3605
3606 out:
3607         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3608
3609         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3610
3611         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3612         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3613         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3614         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3615         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3616 }
3617
3618 #undef OD_ARRAY_SIZE
3619 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3620
3621 /*
3622  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3623  */
3624 void
3625 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3626 {
3627         ztest_od_t *od;
3628         int batchsize;
3629         int size;
3630         int b;
3631
3632         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3633         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3634         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3635
3636         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3637                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3638
3639         /*
3640          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3641          * and do some I/O on the new objects.
3642          */
3643         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3644                 return;
3645
3646         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3647                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3648                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3649
3650         umem_free(od, size);
3651 }
3652
3653 #undef OD_ARRAY_SIZE
3654 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3655
3656 /*
3657  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3658  */
3659 void
3660 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3661 {
3662         int size;
3663         ztest_od_t *od;
3664
3665         objset_t *os = zd->zd_os;
3666         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3667         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3668         dmu_tx_t *tx;
3669         int i, freeit, error;
3670         uint64_t n, s, txg;
3671         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3672         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3673         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3674         uint64_t regions = 997;
3675         uint64_t stride = 123456789ULL;
3676         uint64_t width = 40;
3677         int free_percent = 5;
3678
3679         /*
3680          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3681          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3682          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3683          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3684          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3685          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3686          *
3687          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3688          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3689          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3690          *
3691          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3692          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3693          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3694          *
3695          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3696          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3697          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3698          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3699          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3700          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3701          */
3702
3703         /*
3704          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3705          */
3706         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3707         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3708
3709         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3710                 umem_free(od, size);
3711                 return;
3712         }
3713
3714         bigobj = od[0].od_object;
3715         packobj = od[1].od_object;
3716         chunksize = od[0].od_gen;
3717         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3718
3719         /*
3720          * Prefetch a random chunk of the big object.
3721          * Our aim here is to get some async reads in flight
3722          * for blocks that we may free below; the DMU should
3723          * handle this race correctly.
3724          */
3725         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3726         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3727         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3728
3729         /*
3730          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3731          */
3732         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3733         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3734
3735         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3736         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3737
3738         bigoff = n * chunksize;
3739         bigsize = s * chunksize;
3740
3741         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3742         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3743
3744         /*
3745          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3746          * overwriting it.
3747          */
3748         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3749
3750         /*
3751          * Read the current contents of our objects.
3752          */
3753         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3754             DMU_READ_PREFETCH);
3755         ASSERT0(error);
3756         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3757             DMU_READ_PREFETCH);
3758         ASSERT0(error);
3759
3760         /*
3761          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3762          */
3763         tx = dmu_tx_create(os);
3764
3765         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3766
3767         if (freeit)
3768                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3769         else
3770                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3771
3772         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3773         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3774
3775         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3776         if (txg == 0) {
3777                 umem_free(packbuf, packsize);
3778                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3779                 umem_free(od, size);
3780                 return;
3781         }
3782
3783         enum zio_checksum cksum;
3784         do {
3785                 cksum = (enum zio_checksum)
3786                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3787         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3788         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3789
3790         enum zio_compress comp;
3791         do {
3792                 comp = (enum zio_compress)
3793                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3794         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3795         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3796
3797         /*
3798          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3799          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3800          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3801          * with the new values we want to write out.
3802          */
3803         for (i = 0; i < s; i++) {
3804                 /* LINTED */
3805                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3806                 /* LINTED */
3807                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3808                 /* LINTED */
3809                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3810
3811                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3812                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3813
3814                 if (pack->bw_txg > txg)
3815                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3816                             pack->bw_txg, txg);
3817
3818                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3819                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3820                             pack->bw_index, n, i);
3821
3822                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3823                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3824
3825                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3826                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3827
3828                 if (freeit) {
3829                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3830                 } else {
3831                         pack->bw_index = n + i;
3832                         pack->bw_txg = txg;
3833                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3834                 }
3835                 *bigH = *pack;
3836                 *bigT = *pack;
3837         }
3838
3839         /*
3840          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3841          * Now write them out.
3842          */
3843         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3844
3845         if (freeit) {
3846                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3847                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3848                             " txg %llx\n",
3849                             (u_longlong_t)bigoff,
3850                             (u_longlong_t)bigsize,
3851                             (u_longlong_t)txg);
3852                 }
3853                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3854         } else {
3855                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3856                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3857                             " txg %llx\n",
3858                             (u_longlong_t)bigoff,
3859                             (u_longlong_t)bigsize,
3860                             (u_longlong_t)txg);
3861                 }
3862                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3863         }
3864
3865         dmu_tx_commit(tx);
3866
3867         /*
3868          * Sanity check the stuff we just wrote.
3869          */
3870         {
3871                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3872                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3873
3874                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3875                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3876                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3877                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3878
3879                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3880                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3881
3882                 umem_free(packcheck, packsize);
3883                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3884         }
3885
3886         umem_free(packbuf, packsize);
3887         umem_free(bigbuf, bigsize);
3888         umem_free(od, size);
3889 }
3890
3891 void
3892 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3893     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3894 {
3895         uint64_t i;
3896         bufwad_t *pack;
3897         bufwad_t *bigH;
3898         bufwad_t *bigT;
3899
3900         /*
3901          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3902          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3903          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3904          * with the new values we want to write out.
3905          */
3906         for (i = 0; i < s; i++) {
3907                 /* LINTED */
3908                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3909                 /* LINTED */
3910                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3911                 /* LINTED */
3912                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3913
3914                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3915                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3916
3917                 if (pack->bw_txg > txg)
3918                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3919                             pack->bw_txg, txg);
3920
3921                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3922                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3923                             pack->bw_index, n, i);
3924
3925                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3926                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3927
3928                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3929                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3930
3931                 pack->bw_index = n + i;
3932                 pack->bw_txg = txg;
3933                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3934
3935                 *bigH = *pack;
3936                 *bigT = *pack;
3937         }
3938 }
3939
3940 #undef OD_ARRAY_SIZE
3941 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3942
3943 void
3944 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3945 {
3946         objset_t *os = zd->zd_os;
3947         ztest_od_t *od;
3948         dmu_tx_t *tx;
3949         uint64_t i;
3950         int error;
3951         int size;
3952         uint64_t n, s, txg;
3953         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3954         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3955         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3956         uint64_t chunksize = blocksize;
3957         uint64_t regions = 997;
3958         uint64_t stride = 123456789ULL;
3959         uint64_t width = 9;
3960         dmu_buf_t *bonus_db;
3961         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3962         dmu_object_info_t doi;
3963
3964         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3965         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3966
3967         /*
3968          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3969          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3970          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3971          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3972          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3973          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3974          *
3975          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3976          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3977          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3978          *
3979          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3980          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3981          */
3982
3983         /*
3984          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3985          */
3986         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3987         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3988
3989
3990         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3991                 umem_free(od, size);
3992                 return;
3993         }
3994
3995         bigobj = od[0].od_object;
3996         packobj = od[1].od_object;
3997         blocksize = od[0].od_blocksize;
3998         chunksize = blocksize;
3999         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4000
4001         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4002         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4003         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4004         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4005
4006         /*
4007          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4008          */
4009         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4010         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4011
4012         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4013         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4014
4015         bigoff = n * chunksize;
4016         bigsize = s * chunksize;
4017
4018         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4019         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4020
4021         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4022
4023         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4024
4025         /*
4026          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4027          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4028          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4029          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4030          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4031          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4032          * Iteration 6 one more zcopy write.
4033          */
4034         for (i = 0; i < 7; i++) {
4035                 uint64_t j;
4036                 uint64_t off;
4037
4038                 /*
4039                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4040                  * that don't match bigobj blksz to test
4041                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4042                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4043                  */
4044                 for (j = 0; j < s; j++) {
4045                         if (i != 5) {
4046                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4047                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4048                         } else {
4049                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4050                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4051                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4052                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4053                         }
4054                 }
4055
4056                 /*
4057                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4058                  */
4059                 tx = dmu_tx_create(os);
4060
4061                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4062                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4063
4064                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4065                 if (txg == 0) {
4066                         umem_free(packbuf, packsize);
4067                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4068                         for (j = 0; j < s; j++) {
4069                                 if (i != 5) {
4070                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4071                                 } else {
4072                                         dmu_return_arcbuf(
4073                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4074                                         dmu_return_arcbuf(
4075                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4076                                 }
4077                         }
4078                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4079                         umem_free(od, size);
4080                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4081                         return;
4082                 }
4083
4084                 /*
4085                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4086                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4087                  * existing dbufs for the specified offsets.
4088                  */
4089                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4090                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4091                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4092                         ASSERT0(error);
4093                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4094                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4095                         ASSERT0(error);
4096                 }
4097                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4098                     n, chunksize, txg);
4099
4100                 /*
4101                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4102                  * Now write them out.
4103                  */
4104                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4105                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4106                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4107                             " txg %llx\n",
4108                             (u_longlong_t)bigoff,
4109                             (u_longlong_t)bigsize,
4110                             (u_longlong_t)txg);
4111                 }
4112                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4113                         dmu_buf_t *dbt;
4114                         if (i != 5) {
4115                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4116                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4117                         } else {
4118                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4119                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4120                                     chunksize / 2);
4121                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4122                                     chunksize / 2,
4123                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4124                                     chunksize / 2);
4125                         }
4126
4127                         if (i == 1) {
4128                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4129                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4130                         }
4131                         if (i != 5) {
4132                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4133                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4134                         } else {
4135                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4136                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4137                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4138                                     off + chunksize / 2,
4139                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4140                         }
4141                         if (i == 1) {
4142                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4143                         }
4144                 }
4145                 dmu_tx_commit(tx);
4146
4147                 /*
4148                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4149                  */
4150                 {
4151                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4152                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4153
4154                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4155                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4156                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4157                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4158
4159                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4160                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4161
4162                         umem_free(packcheck, packsize);
4163                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4164                 }
4165                 if (i == 2) {
4166                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4167                 } else if (i == 3) {
4168                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4169                 }
4170         }
4171
4172         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4173         umem_free(packbuf, packsize);
4174         umem_free(bigbuf, bigsize);
4175         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4176         umem_free(od, size);
4177 }
4178
4179 /* ARGSUSED */
4180 void
4181 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4182 {
4183         ztest_od_t *od;
4184
4185         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4186         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4187             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4188
4189         /*
4190          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4191          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4192          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4193          */
4194         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4195
4196         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4197                 return;
4198
4199         while (ztest_random(10) != 0)
4200                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4201
4202         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4203 }
4204
4205 void
4206 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4207 {
4208         ztest_od_t *od;
4209         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4210             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4211         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4212         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4213         void *data;
4214
4215         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4216
4217         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4218
4219         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4220             !ztest_random(2)) != 0) {
4221                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4222                 return;
4223         }
4224
4225         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4226                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4227                 return;
4228         }
4229
4230         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4231
4232         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4233
4234         while (ztest_random(count) != 0) {
4235                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4236                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4237                     data) != 0)
4238                         break;
4239                 while (ztest_random(4) != 0)
4240                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4241         }
4242
4243         umem_free(data, blocksize);
4244         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4245 }
4246
4247 /*
4248  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4249  */
4250 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4251 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4252 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4253
4254 void
4255 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4256 {
4257         objset_t *os = zd->zd_os;
4258         ztest_od_t *od;
4259         uint64_t object;
4260         uint64_t txg, last_txg;
4261         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4262         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4263         int i, ints;
4264         dmu_tx_t *tx;
4265         char propname[100], txgname[100];
4266         int error;
4267         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4268
4269         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4270         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4271
4272         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4273                         !ztest_random(2)) != 0)
4274                 goto out;
4275
4276         object = od->od_object;
4277
4278         /*
4279          * Generate a known hash collision, and verify that
4280          * we can lookup and remove both entries.
4281          */
4282         tx = dmu_tx_create(os);
4283         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4284         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4285         if (txg == 0)
4286                 goto out;
4287         for (i = 0; i < 2; i++) {
4288                 value[i] = i;
4289                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4290                     1, &value[i], tx));
4291         }
4292         for (i = 0; i < 2; i++) {
4293                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4294                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4295                 VERIFY3U(0, ==,
4296                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4297                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4298                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4299         }
4300         for (i = 0; i < 2; i++) {
4301                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4302         }
4303         dmu_tx_commit(tx);
4304
4305         /*
4306          * Generate a buch of random entries.
4307          */
4308         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4309
4310         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4311         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4312         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4313         bzero(value, sizeof (value));
4314         last_txg = 0;
4315
4316         /*
4317          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4318          */
4319         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4320         if (error == 0) {
4321                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4322                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4323
4324                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4325                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4326
4327                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4328                     &zl_ints) == 0);
4329
4330                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4331                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4332
4333                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4334                     zl_ints, value) == 0);
4335
4336                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4337                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4338                 }
4339         } else {
4340                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4341         }
4342
4343         /*
4344          * Atomically update two entries in our zap object.
4345          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4346          * in which the property was last updated.  The second
4347          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4348          * should be txg + object + n.
4349          */
4350         tx = dmu_tx_create(os);
4351         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4352         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4353         if (txg == 0)
4354                 goto out;
4355
4356         if (last_txg > txg)
4357                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4358
4359         for (i = 0; i < ints; i++)
4360                 value[i] = txg + object + i;
4361
4362         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4363             1, &txg, tx));
4364         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4365             ints, value, tx));
4366
4367         dmu_tx_commit(tx);
4368
4369         /*
4370          * Remove a random pair of entries.
4371          */
4372         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4373         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4374         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4375
4376         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4377
4378         if (error == ENOENT)
4379                 goto out;
4380
4381         ASSERT0(error);
4382
4383         tx = dmu_tx_create(os);
4384         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4385         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4386         if (txg == 0)
4387                 goto out;
4388         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4389         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4390         dmu_tx_commit(tx);
4391 out:
4392         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4393 }
4394
4395 /*
4396  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4397  */
4398 void
4399 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4400 {
4401         objset_t *os = zd->zd_os;
4402         ztest_od_t *od;
4403         uint64_t object, txg;
4404         int i;
4405
4406         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4407         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4408
4409         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4410                                 !ztest_random(2)) != 0)
4411                 goto out;
4412         object = od->od_object;
4413
4414         /*
4415          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4416          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4417          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4418          */
4419         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4420                 char name[MAXNAMELEN];
4421                 uint64_t value = i;
4422                 dmu_tx_t *tx;
4423                 int error;
4424
4425                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4426                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4427
4428                 tx = dmu_tx_create(os);
4429                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4430                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4431                 if (txg == 0)
4432                         goto out;
4433                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4434                     &value, tx);
4435                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4436                 dmu_tx_commit(tx);
4437         }
4438 out:
4439         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4440 }
4441
4442 /* ARGSUSED */
4443 void
4444 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4445 {
4446         objset_t *os = zd->zd_os;
4447         ztest_od_t *od;
4448         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4449         dmu_tx_t *tx;
4450         int i, namelen, error;
4451         int micro = ztest_random(2);
4452         char name[20], string_value[20];
4453         void *data;
4454
4455         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4456         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4457
4458         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4459                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4460                 return;
4461         }
4462
4463         object = od->od_object;
4464
4465         /*
4466          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4467          * x is a random printable character and the dots are dots.
4468          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4469          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4470          */
4471         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4472
4473         for (i = 0; i < 3; i++)
4474                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4475         for (; i < namelen - 1; i++)
4476                 name[i] = '.';
4477         name[i] = '\0';
4478
4479         if ((namelen & 1) || micro) {
4480                 wsize = sizeof (txg);
4481                 wc = 1;
4482                 data = &txg;
4483         } else {
4484                 wsize = 1;
4485                 wc = namelen;
4486                 data = string_value;
4487         }
4488
4489         count = -1ULL;
4490         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4491         ASSERT(count != -1ULL);
4492
4493         /*
4494          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4495          */
4496         i = ztest_random(5);
4497
4498         if (i >= 2) {
4499                 tx = dmu_tx_create(os);
4500                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4501                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4502                 if (txg == 0)
4503                         return;
4504                 bcopy(name, string_value, namelen);
4505         } else {
4506                 tx = NULL;
4507                 txg = 0;
4508                 bzero(string_value, namelen);
4509         }
4510
4511         switch (i) {
4512
4513         case 0:
4514                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4515                 if (error == 0) {
4516                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4517                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4518                 } else {
4519                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4520                 }
4521                 break;
4522
4523         case 1:
4524                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4525                 if (error == 0) {
4526                         if (data == string_value &&
4527                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4528                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4529                                     name, data, namelen);
4530                 } else {
4531                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4532                 }
4533                 break;
4534
4535         case 2:
4536                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4537                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4538                 break;
4539
4540         case 3:
4541                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4542                 break;
4543
4544         case 4:
4545                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4546                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4547                 break;
4548         }
4549
4550         if (tx != NULL)
4551                 dmu_tx_commit(tx);
4552
4553         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4554 }
4555
4556 /*
4557  * Commit callback data.
4558  */
4559 typedef struct ztest_cb_data {
4560         list_node_t             zcd_node;
4561         uint64_t                zcd_txg;
4562         int                     zcd_expected_err;
4563         boolean_t               zcd_added;
4564         boolean_t               zcd_called;
4565         spa_t                   *zcd_spa;
4566 } ztest_cb_data_t;
4567
4568 /* This is the actual commit callback function */
4569 static void
4570 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4571 {
4572         ztest_cb_data_t *data = arg;
4573         uint64_t synced_txg;
4574
4575         VERIFY(data != NULL);
4576         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4577         VERIFY(!data->zcd_called);
4578
4579         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4580         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4581                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4582                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4583                     synced_txg);
4584
4585         data->zcd_called = B_TRUE;
4586
4587         if (error == ECANCELED) {
4588                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4589                 ASSERT(!data->zcd_added);
4590
4591                 /*
4592                  * The private callback data should be destroyed here, but
4593                  * since we are going to check the zcd_called field after
4594                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4595                  */
4596                 return;
4597         }
4598
4599         ASSERT(data->zcd_added);
4600         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4601
4602         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4603
4604         /* See if this cb was called more quickly */
4605         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4606                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4607
4608         /* Remove our callback from the list */
4609         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4610
4611         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4612
4613         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4614 }
4615
4616 /* Allocate and initialize callback data structure */
4617 static ztest_cb_data_t *
4618 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4619 {
4620         ztest_cb_data_t *cb_data;
4621
4622         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4623
4624         cb_data->zcd_txg = txg;
4625         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4626         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4627
4628         return (cb_data);
4629 }
4630
4631 /*
4632  * Commit callback test.
4633  */
4634 void
4635 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4636 {
4637         objset_t *os = zd->zd_os;
4638         ztest_od_t *od;
4639         dmu_tx_t *tx;
4640         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4641         uint64_t old_txg, txg;
4642         int i, error = 0;
4643
4644         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4645         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4646
4647         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4648                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4649                 return;
4650         }
4651
4652         tx = dmu_tx_create(os);
4653
4654         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4655         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4656
4657         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4658
4659         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4660         if (ztest_random(100) == 0)
4661                 error = -1;
4662
4663         if (!error)
4664                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4665
4666         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4667
4668         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4669         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4670         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4671
4672         if (error) {
4673                 /*
4674                  * It's not a strict requirement to call the registered
4675                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4676                  * it's supposed to happen in the current implementation
4677                  * so we will check for that.
4678                  */
4679                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4680                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4681                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4682                 }
4683
4684                 dmu_tx_abort(tx);
4685
4686                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4687                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4688                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4689                 }
4690
4691                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4692                 return;
4693         }
4694
4695         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4696         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4697
4698         /*
4699          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4700          */
4701         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4702             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4703
4704         if (old_txg > txg)
4705                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4706                     old_txg, txg);
4707
4708         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4709
4710         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4711
4712         /*
4713          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4714          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4715          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4716          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4717          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4718          * implementation.
4719          *
4720          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4721          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4722          * implementation bug..
4723          */
4724         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4725         if (tmp_cb != NULL &&
4726             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4727                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4728                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4729         }
4730
4731         /*
4732          * Let's find the place to insert our callbacks.
4733          *
4734          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4735          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4736          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4737          * (from other objsets) may have sneaked in.
4738          */
4739         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4740         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4741                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4742
4743         /* Add the 3 callbacks to the list */
4744         for (i = 0; i < 3; i++) {
4745                 if (tmp_cb == NULL)
4746                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4747                 else
4748                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4749                             cb_data[i]);
4750
4751                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4752                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4753
4754                 tmp_cb = cb_data[i];
4755         }
4756
4757         zc_cb_counter += 3;
4758
4759         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4760
4761         dmu_tx_commit(tx);
4762
4763         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4764 }
4765
4766 /* ARGSUSED */
4767 void
4768 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4769 {
4770         zfs_prop_t proplist[] = {
4771                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4772                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4773                 ZFS_PROP_COPIES,
4774                 ZFS_PROP_DEDUP
4775         };
4776         int p;
4777
4778         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4779
4780         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4781                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4782                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4783
4784         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
4785             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
4786
4787         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4788 }
4789
4790 /* ARGSUSED */
4791 void
4792 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4793 {
4794         nvlist_t *props = NULL;
4795
4796         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4797
4798         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4799             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4800
4801         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4802
4803         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4804                 dump_nvlist(props, 4);
4805
4806         nvlist_free(props);
4807
4808         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4809 }
4810
4811 static int
4812 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4813 {
4814         nvlist_t *snaps, *holds;
4815         int error;
4816
4817         snaps = fnvlist_alloc();
4818         holds = fnvlist_alloc();
4819         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4820         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4821         fnvlist_free(holds);
4822         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4823         fnvlist_free(snaps);
4824         return (error);
4825 }
4826
4827 /*
4828  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4829  */
4830 void
4831 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4832 {
4833         int error;
4834         objset_t *os = zd->zd_os;
4835         objset_t *origin;
4836         char snapname[100];
4837         char fullname[100];
4838         char clonename[100];
4839         char tag[100];
4840         char osname[MAXNAMELEN];
4841         nvlist_t *holds;
4842
4843         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4844
4845         dmu_objset_name(os, osname);
4846
4847         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
4848             (u_longlong_t)id);
4849         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4850         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4851             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
4852         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
4853
4854         /*
4855          * Clean up from any previous run.
4856          */
4857         error = dsl_destroy_head(clonename);
4858         if (error != ENOENT)
4859                 ASSERT0(error);
4860         error = user_release_one(fullname, tag);
4861         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4862                 ASSERT0(error);
4863         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4864         if (error != ENOENT)
4865                 ASSERT0(error);
4866
4867         /*
4868          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4869          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4870          */
4871         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4872         if (error) {
4873                 if (error == ENOSPC) {
4874                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4875                         goto out;
4876                 }
4877                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4878         }
4879
4880         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4881         if (error) {
4882                 if (error == ENOSPC) {
4883                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4884                         goto out;
4885                 }
4886                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4887         }
4888
4889         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4890         if (error) {
4891                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4892                     fullname, error);
4893         }
4894
4895         error = dsl_destroy_head(clonename);
4896         if (error)
4897                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4898
4899         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4900         if (error != ENOENT)
4901                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4902
4903         /*
4904          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4905          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4906          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4907          */
4908         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4909         if (error) {
4910                 if (error == ENOSPC) {
4911                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4912                         goto out;
4913                 }
4914                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4915         }
4916
4917         holds = fnvlist_alloc();
4918         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4919         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4920         fnvlist_free(holds);
4921
4922         if (error == ENOSPC) {
4923                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4924                 goto out;
4925         } else if (error) {
4926                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4927                     fullname, tag, error);
4928         }
4929
4930         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4931         if (error != EBUSY) {
4932                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4933                     fullname, error);
4934         }
4935
4936         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4937         if (error) {
4938                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4939                     fullname, error);
4940         }
4941
4942         error = user_release_one(fullname, tag);
4943         if (error)
4944                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4945
4946         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4947
4948 out:
4949         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4950 }
4951
4952 /*
4953  * Inject random faults into the on-disk data.
4954  */
4955 /* ARGSUSED */
4956 void
4957 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4958 {
4959         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4960         spa_t *spa = ztest_spa;
4961         int fd;
4962         uint64_t offset;
4963         uint64_t leaves;
4964         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
4965         uint64_t top, leaf;
4966         char *path0;
4967         char *pathrand;
4968         size_t fsize;
4969         int bshift = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT + 2; /* don't scrog all labels */
4970         int iters = 1000;
4971         int maxfaults;
4972         int mirror_save;
4973         vdev_t *vd0 = NULL;
4974         uint64_t guid0 = 0;
4975         boolean_t islog = B_FALSE;
4976
4977         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4978         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4979
4980         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4981         maxfaults = MAXFAULTS();
4982         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4983         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4984         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4985
4986         ASSERT(leaves >= 1);
4987
4988         /*
4989          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4990          * which don't like to have their vdevs changed while
4991          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4992          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4993          */
4994         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4995
4996         /*
4997          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4998          */
4999         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5000
5001         if (ztest_random(2) == 0) {
5002                 /*
5003                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5004                  */
5005                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5006                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5007
5008                 /*
5009                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5010                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5011                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5012                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5013                  */
5014                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5015                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5016                     top * leaves + zs->zs_splits);
5017                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5018                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5019                     top * leaves + leaf);
5020
5021                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5022                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5023                         islog = B_TRUE;
5024
5025                 /*
5026                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5027                  * then we only allow faults on the device that is
5028                  * resilvering.
5029                  */
5030                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5031                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5032                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5033                         /*
5034                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5035                          * or unwriteable, or reach behind its back
5036                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5037                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5038                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5039                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5040                          * combination of this with injection of random data
5041                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5042                          */
5043                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5044
5045                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5046                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5047                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5048                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5049                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5050                         } else {
5051                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5052                         }
5053                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5054                 }
5055         } else {
5056                 /*
5057                  * Inject errors on an l2cache device.
5058                  */
5059                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5060
5061                 if (sav->sav_count == 0) {
5062                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5063                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5064                         goto out;
5065                 }
5066                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5067                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5068                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5069                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5070
5071                 leaf = 0;
5072                 leaves = 1;
5073                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5074         }
5075
5076         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5077         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5078
5079         /*
5080          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5081          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5082          */
5083         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5084                 if (ztest_random(10) < 6) {
5085                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5086                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5087
5088                         /*
5089                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5090                          * prevent a race between offlining a slog and
5091                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5092                          * grab a reference on the dataset which may cause
5093                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5094                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5095                          */
5096                         if (islog)
5097                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5098
5099                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5100
5101                         if (islog)
5102                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5103                 } else {
5104                         /*
5105                          * Ideally we would like to be able to randomly
5106                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5107                          * to force unpredictable failures but the side
5108                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5109                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5110                          * prevent a race between injection testing and
5111                          * aux_vdev removal.
5112                          */
5113                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5114                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5115                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5116                 }
5117         }
5118
5119         if (maxfaults == 0)
5120                 goto out;
5121
5122         /*
5123          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5124          */
5125         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5126
5127         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5128                 goto out;
5129
5130         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5131
5132         while (--iters != 0) {
5133                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5134                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5135                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5136
5137                 if (offset >= fsize)
5138                         continue;
5139
5140                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5141                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5142                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5143                         (void) close(fd);
5144                         goto out;
5145                 }
5146
5147                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5148                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5149                             offset, pathrand);
5150
5151                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5152
5153                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5154                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5155                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5156         }
5157
5158         (void) close(fd);
5159 out:
5160         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5161         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5162 }
5163
5164 /*
5165  * Verify that DDT repair works as expected.
5166  */
5167 void
5168 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5169 {
5170         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5171         spa_t *spa = ztest_spa;
5172         objset_t *os = zd->zd_os;
5173         ztest_od_t *od;
5174         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5175         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5176         dmu_buf_t *db;
5177         dmu_tx_t *tx;
5178         void *buf;
5179         blkptr_t blk;
5180         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5181         int i;
5182
5183         blocksize = ztest_random_blocksize();
5184         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5185
5186         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5187         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5188
5189         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5190                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5191                 return;
5192         }
5193
5194         /*
5195          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5196          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5197          */
5198         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5199
5200         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5201             B_FALSE) != 0 ||
5202             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5203             B_FALSE) != 0) {
5204                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5205                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5206                 return;
5207         }
5208
5209         object = od[0].od_object;
5210         blocksize = od[0].od_blocksize;
5211         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5212
5213         ASSERT(object != 0);
5214
5215         tx = dmu_tx_create(os);
5216         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5217         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5218         if (txg == 0) {
5219                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5220                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5221                 return;
5222         }
5223
5224         /*
5225          * Write all the copies of our block.
5226          */
5227         for (i = 0; i < copies; i++) {
5228                 uint64_t offset = i * blocksize;
5229                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5230                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5231                 if (error != 0) {
5232                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5233                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5234                 }
5235                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5236                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5237                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5238                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5239                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5240                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5241                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5242         }
5243
5244         dmu_tx_commit(tx);
5245         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5246
5247         /*
5248          * Find out what block we got.
5249          */
5250         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5251             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5252         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5253         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5254
5255         /*
5256          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5257          */
5258         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5259         buf = zio_buf_alloc(psize);
5260         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5261
5262         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5263             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5264             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5265
5266         zio_buf_free(buf, psize);
5267
5268         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5269         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5270 }
5271
5272 /*
5273  * Scrub the pool.
5274  */
5275 /* ARGSUSED */
5276 void
5277 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5278 {
5279         spa_t *spa = ztest_spa;
5280
5281         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5282         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5283         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5284 }
5285
5286 /*
5287  * Change the guid for the pool.
5288  */
5289 /* ARGSUSED */
5290 void
5291 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5292 {
5293         spa_t *spa = ztest_spa;
5294         uint64_t orig, load;
5295         int error;
5296
5297         orig = spa_guid(spa);
5298         load = spa_load_guid(spa);
5299
5300         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5301         error = spa_change_guid(spa);
5302         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5303
5304         if (error != 0)
5305                 return;
5306
5307         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5308                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5309                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5310         }
5311
5312         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5313         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5314 }
5315
5316 /*
5317  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5318  */
5319 /* ARGSUSED */
5320 void
5321 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5322 {
5323         char *oldname, *newname;
5324         spa_t *spa;
5325
5326         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5327
5328         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5329         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5330         (void) strcpy(newname, oldname);
5331         (void) strcat(newname, "_tmp");
5332
5333         /*
5334          * Do the rename
5335          */
5336         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5337
5338         /*
5339          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5340          */
5341         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5342
5343         /*
5344          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5345          */
5346         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5347
5348         ASSERT(spa == ztest_spa);
5349         spa_close(spa, FTAG);
5350
5351         /*
5352          * Rename it back to the original
5353          */
5354         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5355
5356         /*
5357          * Make sure it can still be opened
5358          */
5359         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5360
5361         ASSERT(spa == ztest_spa);
5362         spa_close(spa, FTAG);
5363
5364         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5365
5366         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Verify pool integrity by running zdb.
5371  */
5372 static void
5373 ztest_run_zdb(char *pool)
5374 {
5375         int status;
5376         char *bin;
5377         char *zdb;
5378         char *zbuf;
5379         FILE *fp;
5380
5381         bin = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5382         zdb = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5383         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5384
5385         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5386         if (strncmp(bin, "/usr/sbin/ztest", 15) == 0) {
5387                 strcpy(bin, "/usr/sbin/zdb"); /* Installed */
5388         } else if (strncmp(bin, "/sbin/ztest", 11) == 0) {
5389                 strcpy(bin, "/sbin/zdb"); /* Installed */
5390         } else {
5391                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5392                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5393         }
5394
5395         (void) sprintf(zdb,
5396             "%s -bcc%s%s -d -U %s %s",
5397             bin,
5398             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5399             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5400             spa_config_path,
5401             pool);
5402
5403         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5404                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5405
5406         fp = popen(zdb, "r");
5407
5408         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5409                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5410                         (void) printf("%s", zbuf);
5411
5412         status = pclose(fp);
5413
5414         if (status == 0)
5415                 goto out;
5416
5417         ztest_dump_core = 0;
5418         if (WIFEXITED(status))
5419                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5420         else
5421                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5422 out:
5423         umem_free(bin, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5424         umem_free(zdb, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5425         umem_free(zbuf, 1024);
5426 }
5427
5428 static void
5429 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5430 {
5431         spa_t *spa = NULL;
5432
5433         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5434                 (void) printf("%s\n", header);
5435
5436         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5437         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5438                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5439                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5440         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5441 }
5442
5443 static void
5444 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5445 {
5446         nvlist_t *config, *newconfig;
5447         uint64_t pool_guid;
5448         spa_t *spa;
5449         int error;
5450
5451         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5452                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5453                     oldname, newname);
5454         }
5455
5456         /*
5457          * Clean up from previous runs.
5458          */
5459         (void) spa_destroy(newname);
5460
5461         /*
5462          * Get the pool's configuration and guid.
5463          */
5464         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5465
5466         /*
5467          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5468          */
5469         if (ztest_random(2) == 0)
5470                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5471
5472         pool_guid = spa_guid(spa);
5473         spa_close(spa, FTAG);
5474
5475         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5476
5477         /*
5478          * Export it.
5479          */
5480         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5481
5482         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5483
5484         /*
5485          * Try to import it.
5486          */
5487         newconfig = spa_tryimport(config);
5488         ASSERT(newconfig != NULL);
5489         nvlist_free(newconfig);
5490
5491         /*
5492          * Import it under the new name.
5493          */
5494         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5495         if (error != 0) {
5496                 dump_nvlist(config, 0);
5497                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5498                     oldname, newname, error);
5499         }
5500
5501         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5502
5503         /*
5504          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5505          */
5506         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5507
5508         /*
5509          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5510          */
5511         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5512
5513         /*
5514          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5515          */
5516         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5517
5518         /*
5519          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5520          */
5521         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5522         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5523         spa_close(spa, FTAG);
5524
5525         nvlist_free(config);
5526 }
5527
5528 static void
5529 ztest_resume(spa_t *spa)
5530 {
5531         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5532                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5533         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5534         vdev_clear(spa, NULL);
5535         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5536         (void) zio_resume(spa);
5537 }
5538
5539 static void *
5540 ztest_resume_thread(void *arg)
5541 {
5542         spa_t *spa = arg;
5543
5544         while (!ztest_exiting) {
5545                 if (spa_suspended(spa))
5546                         ztest_resume(spa);
5547                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5548         }
5549
5550         thread_exit();
5551
5552         return (NULL);
5553 }
5554
5555 #define GRACE   300
5556
5557 #if 0
5558 static void
5559 ztest_deadman_alarm(int sig)
5560 {
5561         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
5562 }
5563 #endif
5564
5565 static void
5566 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5567 {
5568         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5569         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5570         hrtime_t functime = gethrtime();
5571         int i;
5572
5573         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5574                 zi->zi_func(zd, id);
5575
5576         functime = gethrtime() - functime;
5577
5578         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5579         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5580
5581         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5582                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5583                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
5584 }
5585
5586 static void *
5587 ztest_thread(void *arg)
5588 {
5589         int rand;
5590         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5591         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5592         uint64_t call_next;
5593         hrtime_t now;
5594         ztest_info_t *zi;
5595         ztest_shared_callstate_t *zc;
5596
5597         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5598                 /*
5599                  * See if it's time to force a crash.
5600                  */
5601                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5602                         ztest_kill(zs);
5603
5604                 /*
5605                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5606                  */
5607                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5608                         break;
5609
5610                 /*
5611                  * Pick a random function to execute.
5612                  */
5613                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5614                 zi = &ztest_info[rand];
5615                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5616                 call_next = zc->zc_next;
5617
5618                 if (now >= call_next &&
5619                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5620                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5621                         ztest_execute(rand, zi, id);
5622                 }
5623         }
5624
5625         thread_exit();
5626
5627         return (NULL);
5628 }
5629
5630 static void
5631 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5632 {
5633         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5634 }
5635
5636 static void
5637 ztest_dataset_destroy(int d)
5638 {
5639         char name[MAXNAMELEN];
5640         int t;
5641
5642         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5643
5644         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5645                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5646
5647         /*
5648          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5649          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5650          * so there may be more than one thing to clean up.
5651          */
5652         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5653             t += ztest_opts.zo_datasets)
5654                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5655
5656         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5657             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5658 }
5659
5660 static void
5661 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5662 {
5663         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5664
5665         /*
5666          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5667          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5668          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5669          * If not, we have an object leak.
5670          *
5671          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5672          * when the open-context and syncing-context values agree.
5673          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5674          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5675          */
5676         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5677         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5678         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5679 }
5680
5681 static int
5682 ztest_dataset_open(int d)
5683 {
5684         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5685         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5686         objset_t *os;
5687         zilog_t *zilog;
5688         char name[MAXNAMELEN];
5689         int error;
5690
5691         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5692
5693         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5694
5695         error = ztest_dataset_create(name);
5696         if (error == ENOSPC) {
5697                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5698                 ztest_record_enospc(FTAG);
5699                 return (error);
5700         }
5701         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5702
5703         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5704         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5705
5706         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5707
5708         zilog = zd->zd_zilog;
5709
5710         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5711             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5712                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5713                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5714
5715         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5716
5717         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5718
5719         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5720
5721         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5722                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5723                     zd->zd_name,
5724                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5725                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5726                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5727
5728         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5729
5730         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5731             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5732                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5733                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5734
5735         return (0);
5736 }
5737
5738 static void
5739 ztest_dataset_close(int d)
5740 {
5741         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5742
5743         zil_close(zd->zd_zilog);
5744         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5745
5746         ztest_zd_fini(zd);
5747 }
5748
5749 /*
5750  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5751  */
5752 static void
5753 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5754 {
5755         kt_did_t *tid;
5756         spa_t *spa;
5757         objset_t *os;
5758         kthread_t *resume_thread;
5759         uint64_t object;
5760         int error;
5761         int t, d;
5762
5763         ztest_exiting = B_FALSE;
5764
5765         /*
5766          * Initialize parent/child shared state.
5767          */
5768         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5769         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5770
5771         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5772         zs->zs_thread_stop =
5773             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5774         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5775         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5776         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5777                 zs->zs_thread_kill -=
5778                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5779         }
5780
5781         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5782
5783         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5784             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5785
5786         /*
5787          * Open our pool.
5788          */
5789         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5790         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5791         spa->spa_debug = B_TRUE;
5792         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5793         ztest_spa = spa;
5794
5795         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5796             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5797         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5798         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5799
5800         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5801
5802         /*
5803          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5804          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5805          * the only valid replica.
5806          */
5807         if (MAXFAULTS() == 0)
5808                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5809         else
5810                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5811
5812         /*
5813          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5814          */
5815         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5816             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5817             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
5818
5819 #if 0
5820         /*
5821          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
5822          */
5823         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
5824         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
5825 #endif
5826
5827         /*
5828          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5829          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5830          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5831          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5832          */
5833         for (t = 0; t < 64; t++) {
5834                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
5835                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5836                             (1ULL << t) + d, NULL);
5837                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5838                             error == EINVAL);
5839                 }
5840         }
5841
5842         /*
5843          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5844          */
5845         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5846                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5847                 ztest_dataset_destroy(d);
5848         }
5849         zs->zs_enospc_count = 0;
5850
5851         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
5852             UMEM_NOFAIL);
5853
5854         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5855                 (void) printf("starting main threads...\n");
5856
5857         /*
5858          * Kick off all the tests that run in parallel.
5859          */
5860         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5861                 kthread_t *thread;
5862
5863                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5864                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5865                         return;
5866
5867                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5868                     (thread_func_t)ztest_thread,
5869                     (void *)(uintptr_t)t, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5870                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
5871                 tid[t] = thread->t_tid;
5872         }
5873
5874         /*
5875          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5876          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5877          */
5878         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5879                 thread_join(tid[t]);
5880                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5881                         ztest_dataset_close(t);
5882         }
5883
5884         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5885
5886         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5887         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5888
5889         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5890                 zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5891
5892         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
5893
5894         /* Kill the resume thread */
5895         ztest_exiting = B_TRUE;
5896         thread_join(resume_thread->t_tid);
5897         ztest_resume(spa);
5898
5899         /*
5900          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5901          * spa_close() should wait for it to complete.
5902          */
5903         for (object = 1; object < 50; object++)
5904                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5905
5906         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
5907         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
5908                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
5909
5910         spa_close(spa, FTAG);
5911
5912         /*
5913          * Verify that we can loop over all pools.
5914          */
5915         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5916         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5917                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5918                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5919         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5920
5921         /*
5922          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5923          * different name.
5924          */
5925         if (ztest_random(2) == 0) {
5926                 char name[MAXNAMELEN];
5927                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5928                     ztest_opts.zo_pool);
5929                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5930                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5931         }
5932
5933         kernel_fini();
5934
5935         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5936         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5937         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5938         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5939 }
5940
5941 static void
5942 ztest_freeze(void)
5943 {
5944         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5945         spa_t *spa;
5946         int numloops = 0;
5947
5948         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5949                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5950
5951         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5952         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5953         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5954         spa->spa_debug = B_TRUE;
5955         ztest_spa = spa;
5956
5957         /*
5958          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5959          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5960          * the log chain won't be anchored.
5961          */
5962         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5963                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5964                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5965         }
5966
5967         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5968
5969         /*
5970          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5971          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5972          */
5973         spa_freeze(spa);
5974
5975         /*
5976          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5977          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5978          * capacity.
5979          */
5980         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5981
5982         /*
5983          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5984          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5985          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5986          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5987          * The ZIL should be OK with that.
5988          *
5989          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5990          * not run out of space on the pool.
5991          */
5992         while (ztest_random(10) != 0 &&
5993             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5994             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5995                 ztest_od_t od;
5996                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5997                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5998                 ztest_io(zd, od.od_object,
5999                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6000                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6001         }
6002
6003         /*
6004          * Commit all of the changes we just generated.
6005          */
6006         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6007         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6008
6009         /*
6010          * Close our dataset and close the pool.
6011          */
6012         ztest_dataset_close(0);
6013         spa_close(spa, FTAG);
6014         kernel_fini();
6015
6016         /*
6017          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6018          */
6019         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6020         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6021         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6022         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6023         ztest_dataset_close(0);
6024
6025         spa->spa_debug = B_TRUE;
6026         ztest_spa = spa;
6027         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6028         ztest_reguid(NULL, 0);
6029
6030         spa_close(spa, FTAG);
6031         kernel_fini();
6032 }
6033
6034 void
6035 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6036 {
6037         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6038         hrtime_t m = s / 60;
6039         hrtime_t h = m / 60;
6040         hrtime_t d = h / 24;
6041
6042         s -= m * 60;
6043         m -= h * 60;
6044         h -= d * 24;
6045
6046         timebuf[0] = '\0';
6047
6048         if (d)
6049                 (void) sprintf(timebuf,
6050                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6051         else if (h)
6052                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6053         else if (m)
6054                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6055         else
6056                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6057 }
6058
6059 static nvlist_t *
6060 make_random_props(void)
6061 {
6062         nvlist_t *props;
6063
6064         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6065         if (ztest_random(2) == 0)
6066                 return (props);
6067         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6068
6069         return (props);
6070 }
6071
6072 /*
6073  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6074  * Then test spa_freeze() functionality.
6075  */
6076 static void
6077 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6078 {
6079         spa_t *spa;
6080         nvlist_t *nvroot, *props;
6081         int i;
6082
6083         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6084         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6085
6086         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6087
6088         /*
6089          * Create the storage pool.
6090          */
6091         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6092         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6093         zs->zs_splits = 0;
6094         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6095         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6096             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6097         props = make_random_props();
6098         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6099                 char *buf;
6100                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6101                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6102                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6103                 free(buf);
6104         }
6105         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6106         nvlist_free(nvroot);
6107         nvlist_free(props);
6108
6109         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6110         zs->zs_metaslab_sz =
6111             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6112         spa_close(spa, FTAG);
6113
6114         kernel_fini();
6115
6116         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6117
6118         ztest_freeze();
6119
6120         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6121
6122         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6123         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6124 }
6125
6126 static void
6127 setup_data_fd(void)
6128 {
6129         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6130
6131         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6132         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6133         (void) unlink(ztest_name_data);
6134 }
6135
6136 static int
6137 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6138 {
6139         int size;
6140
6141         size = hdr->zh_hdr_size;
6142         size += hdr->zh_opts_size;
6143         size += hdr->zh_size;
6144         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6145         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6146
6147         return (size);
6148 }
6149
6150 static void
6151 setup_hdr(void)
6152 {
6153         int size;
6154         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6155
6156         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6157             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6158         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6159
6160         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6161
6162         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6163         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6164         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6165         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6166         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6167         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6168         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6169
6170         size = shared_data_size(hdr);
6171         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6172
6173         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6174 }
6175
6176 static void
6177 setup_data(void)
6178 {
6179         int size, offset;
6180         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6181         uint8_t *buf;
6182
6183         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6184             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6185         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6186
6187         size = shared_data_size(hdr);
6188
6189         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6190         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6191             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6192         VERIFY3P(hdr, !=, MAP_FAILED);
6193         buf = (uint8_t *)hdr;
6194
6195         offset = hdr->zh_hdr_size;
6196         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6197         offset += hdr->zh_opts_size;
6198         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6199         offset += hdr->zh_size;
6200         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6201         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6202         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6203 }
6204
6205 static boolean_t
6206 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6207 {
6208         pid_t pid;
6209         int status;
6210         char *cmdbuf = NULL;
6211
6212         pid = fork();
6213
6214         if (cmd == NULL) {
6215                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6216                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6217                 cmd = cmdbuf;
6218         }
6219
6220         if (pid == -1)
6221                 fatal(1, "fork failed");
6222
6223         if (pid == 0) { /* child */
6224                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6225                 char fd_data_str[12];
6226
6227                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6228                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6229
6230                 (void) close(ztest_fd_rand);
6231                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6232                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6233
6234                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6235                 if (libpath != NULL)
6236                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6237                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6238                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6239                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6240         }
6241
6242         if (cmdbuf != NULL) {
6243                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6244                 cmd = NULL;
6245         }
6246
6247         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6248                 continue;
6249         if (statusp != NULL)
6250                 *statusp = status;
6251
6252         if (WIFEXITED(status)) {
6253                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6254                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6255                             WEXITSTATUS(status));
6256                         exit(2);
6257                 }
6258                 return (B_FALSE);
6259         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6260                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6261                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6262                             WTERMSIG(status));
6263                         exit(3);
6264                 }
6265                 return (B_TRUE);
6266         } else {
6267                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6268                 exit(4);
6269                 /* NOTREACHED */
6270         }
6271 }
6272
6273 static void
6274 ztest_run_init(void)
6275 {
6276         int i;
6277
6278         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6279
6280         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6281
6282         /*
6283          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6284          */
6285         (void) remove(spa_config_path);
6286
6287         /*
6288          * Create and initialize our storage pool.
6289          */
6290         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6291                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6292                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6293                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6294                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6295                 }
6296                 ztest_init(zs);
6297         }
6298 }
6299
6300 int
6301 main(int argc, char **argv)
6302 {
6303         int kills = 0;
6304         int iters = 0;
6305         int older = 0;
6306         int newer = 0;
6307         ztest_shared_t *zs;
6308         ztest_info_t *zi;
6309         ztest_shared_callstate_t *zc;
6310         char timebuf[100];
6311         char numbuf[6];
6312         spa_t *spa;
6313         char *cmd;
6314         boolean_t hasalt;
6315         int f;
6316         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6317         struct sigaction action;
6318
6319         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6320
6321         dprintf_setup(&argc, argv);
6322
6323         action.sa_handler = sig_handler;
6324         sigemptyset(&action.sa_mask);
6325         action.sa_flags = 0;
6326
6327         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6328                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6329                     strerror(errno));
6330                 exit(EXIT_FAILURE);
6331         }
6332
6333         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6334                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6335                     strerror(errno));
6336                 exit(EXIT_FAILURE);
6337         }
6338
6339         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6340         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6341
6342         if (!fd_data_str) {
6343                 process_options(argc, argv);
6344
6345                 setup_data_fd();
6346                 setup_hdr();
6347                 setup_data();
6348                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6349                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6350         } else {
6351                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6352                 setup_data();
6353                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6354         }
6355         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6356
6357         /* Override location of zpool.cache */
6358         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6359             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6360
6361         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6362             UMEM_NOFAIL);
6363         zs = ztest_shared;
6364
6365         if (fd_data_str) {
6366                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6367                 metaslab_df_alloc_threshold =
6368                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6369
6370                 if (zs->zs_do_init)
6371                         ztest_run_init();
6372                 else
6373                         ztest_run(zs);
6374                 exit(0);
6375         }
6376
6377         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6378
6379         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6380                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6381                     " %llu seconds...\n",
6382                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6383                     ztest_opts.zo_datasets,
6384                     ztest_opts.zo_threads,
6385                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6386         }
6387
6388         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6389         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6390
6391         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6392         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6393                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6394                         (void) printf("Executing older ztest for "
6395                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6396                 }
6397                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6398                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6399         } else {
6400                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6401         }
6402         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6403
6404         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6405         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6406
6407         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6408                 zi = &ztest_info[f];
6409                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6410                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6411                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6412                 else
6413                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6414                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6415         }
6416
6417         /*
6418          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6419          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6420          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6421          */
6422         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6423                 int status;
6424                 boolean_t killed;
6425
6426                 /*
6427                  * Initialize the workload counters for each function.
6428                  */
6429                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6430                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6431                         zc->zc_count = 0;
6432                         zc->zc_time = 0;
6433                 }
6434
6435                 /* Set the allocation switch size */
6436                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6437                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6438
6439                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6440                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6441                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6442                                     cmd);
6443                         }
6444                         newer++;
6445                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6446                 } else {
6447                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6448                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6449                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6450                         }
6451                         older++;
6452                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6453                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6454                 }
6455
6456                 if (killed)
6457                         kills++;
6458                 iters++;
6459
6460                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6461                         hrtime_t now = gethrtime();
6462
6463                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6464                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6465                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6466
6467                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6468                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6469                             iters,
6470                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6471                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6472                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6473                             numbuf,
6474                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6475                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6476                 }
6477
6478                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6479                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6480                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6481                             "Calls", "Time", "Function");
6482                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6483                             "-----", "----", "--------");
6484                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6485                                 zi = &ztest_info[f];
6486                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6487                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6488                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6489                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6490                                     zi->zi_funcname);
6491                         }
6492                         (void) printf("\n");
6493                 }
6494
6495                 /*
6496                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6497                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6498                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6499                  */
6500                 kernel_init(FREAD);
6501                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6502                         spa_close(spa, FTAG);
6503                 } else {
6504                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6505                         kernel_fini();
6506                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6507                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6508                             ztest_opts.zo_pool);
6509                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6510                 }
6511                 kernel_fini();
6512
6513                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6514         }
6515
6516         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6517                 if (hasalt) {
6518                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6519                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6520                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6521                             cmd);
6522                 }
6523                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6524                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6525         }
6526
6527         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6528
6529         return (0);
6530 }