]> granicus.if.org Git - zfs/blob - cmd/ztest/ztest.c
OpenZFS 7253 - ztest failure: dsl_destroy_head(name) == 0 (0x10 == 0x0), file .....
[zfs] / cmd / ztest / ztest.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2016 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
26  */
27
28 /*
29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
31  *
32  * The overall design of the ztest program is as follows:
33  *
34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
38  *
39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
42  *
43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
44  *     verify that self-healing data really works.
45  *
46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
49  *
50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
51  *     we run the entire test in a child of the main process.
52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
54  *     The parent then runs the test again, using the existing
55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
57  *     of ztest after a SIGKILL.
58  *
59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
60  *     many of the functional tests record the transaction group number
61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
64  *
65  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
66  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
67  *
68  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
69  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
70  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
71  *
72  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
73  *
74  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
75  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
76  *
77  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
78  *
79  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
80  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
81  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
82  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
83  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
84  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
85  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
86  */
87
88 #include <sys/zfs_context.h>
89 #include <sys/spa.h>
90 #include <sys/dmu.h>
91 #include <sys/txg.h>
92 #include <sys/dbuf.h>
93 #include <sys/zap.h>
94 #include <sys/dmu_objset.h>
95 #include <sys/poll.h>
96 #include <sys/stat.h>
97 #include <sys/time.h>
98 #include <sys/wait.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/resource.h>
101 #include <sys/zio.h>
102 #include <sys/zil.h>
103 #include <sys/zil_impl.h>
104 #include <sys/zfs_rlock.h>
105 #include <sys/vdev_impl.h>
106 #include <sys/vdev_file.h>
107 #include <sys/spa_impl.h>
108 #include <sys/metaslab_impl.h>
109 #include <sys/dsl_prop.h>
110 #include <sys/dsl_dataset.h>
111 #include <sys/dsl_destroy.h>
112 #include <sys/dsl_scan.h>
113 #include <sys/zio_checksum.h>
114 #include <sys/refcount.h>
115 #include <sys/zfeature.h>
116 #include <sys/dsl_userhold.h>
117 #include <sys/abd.h>
118 #include <stdio.h>
119 #include <stdio_ext.h>
120 #include <stdlib.h>
121 #include <unistd.h>
122 #include <signal.h>
123 #include <umem.h>
124 #include <ctype.h>
125 #include <math.h>
126 #include <sys/fs/zfs.h>
127 #include <zfs_fletcher.h>
128 #include <libnvpair.h>
129 #ifdef __GLIBC__
130 #include <execinfo.h> /* for backtrace() */
131 #endif
132
133 static int ztest_fd_data = -1;
134 static int ztest_fd_rand = -1;
135
136 typedef struct ztest_shared_hdr {
137         uint64_t        zh_hdr_size;
138         uint64_t        zh_opts_size;
139         uint64_t        zh_size;
140         uint64_t        zh_stats_size;
141         uint64_t        zh_stats_count;
142         uint64_t        zh_ds_size;
143         uint64_t        zh_ds_count;
144 } ztest_shared_hdr_t;
145
146 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
147
148 typedef struct ztest_shared_opts {
149         char zo_pool[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
150         char zo_dir[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
151         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
152         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
153         uint64_t zo_vdevs;
154         uint64_t zo_vdevtime;
155         size_t zo_vdev_size;
156         int zo_ashift;
157         int zo_mirrors;
158         int zo_raidz;
159         int zo_raidz_parity;
160         int zo_datasets;
161         int zo_threads;
162         uint64_t zo_passtime;
163         uint64_t zo_killrate;
164         int zo_verbose;
165         int zo_init;
166         uint64_t zo_time;
167         uint64_t zo_maxloops;
168         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
169 } ztest_shared_opts_t;
170
171 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
172         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
173         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
174         .zo_alt_ztest = { '\0' },
175         .zo_alt_libpath = { '\0' },
176         .zo_vdevs = 5,
177         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
178         .zo_mirrors = 2,
179         .zo_raidz = 4,
180         .zo_raidz_parity = 1,
181         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 4,     /* 256m default size */
182         .zo_datasets = 7,
183         .zo_threads = 23,
184         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
185         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
186         .zo_verbose = 0,
187         .zo_init = 1,
188         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
189         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
190         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
191 };
192
193 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
194 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
195 extern int metaslab_preload_limit;
196 extern boolean_t zfs_compressed_arc_enabled;
197 extern int  zfs_abd_scatter_enabled;
198
199 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
200 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
201
202 typedef struct ztest_shared_ds {
203         uint64_t        zd_seq;
204 } ztest_shared_ds_t;
205
206 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
207 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
208
209 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
210 #define MAXFAULTS() \
211         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
212
213 enum ztest_io_type {
214         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
215         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
216         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
217         ZTEST_IO_TRUNCATE,
218         ZTEST_IO_SETATTR,
219         ZTEST_IO_REWRITE,
220         ZTEST_IO_TYPES
221 };
222
223 typedef struct ztest_block_tag {
224         uint64_t        bt_magic;
225         uint64_t        bt_objset;
226         uint64_t        bt_object;
227         uint64_t        bt_dnodesize;
228         uint64_t        bt_offset;
229         uint64_t        bt_gen;
230         uint64_t        bt_txg;
231         uint64_t        bt_crtxg;
232 } ztest_block_tag_t;
233
234 typedef struct bufwad {
235         uint64_t        bw_index;
236         uint64_t        bw_txg;
237         uint64_t        bw_data;
238 } bufwad_t;
239
240 typedef struct rll {
241         void            *rll_writer;
242         int             rll_readers;
243         kmutex_t        rll_lock;
244         kcondvar_t      rll_cv;
245 } rll_t;
246
247 typedef struct zll {
248         list_t z_list;
249         kmutex_t z_lock;
250 } zll_t;
251
252 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
253 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
254
255 /*
256  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
257  */
258 typedef struct ztest_od {
259         uint64_t        od_dir;
260         uint64_t        od_object;
261         dmu_object_type_t od_type;
262         dmu_object_type_t od_crtype;
263         uint64_t        od_blocksize;
264         uint64_t        od_crblocksize;
265         uint64_t        od_crdnodesize;
266         uint64_t        od_gen;
267         uint64_t        od_crgen;
268         char            od_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
269 } ztest_od_t;
270
271 /*
272  * Per-dataset state.
273  */
274 typedef struct ztest_ds {
275         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
276         objset_t        *zd_os;
277         rwlock_t        zd_zilog_lock;
278         zilog_t         *zd_zilog;
279         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
280         char            zd_name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
281         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
282         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
283         zll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
284 } ztest_ds_t;
285
286 /*
287  * Per-iteration state.
288  */
289 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
290
291 typedef struct ztest_info {
292         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
293         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
294         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
295         const char      *zi_funcname;   /* name of test function */
296 } ztest_info_t;
297
298 typedef struct ztest_shared_callstate {
299         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
300         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
301         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
302 } ztest_shared_callstate_t;
303
304 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
305 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
306
307 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
308 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
309 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
310 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
311 ztest_func_t ztest_zap;
312 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
313 ztest_func_t ztest_zil_commit;
314 ztest_func_t ztest_zil_remount;
315 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
316 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
317 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
318 ztest_func_t ztest_fzap;
319 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
320 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
321 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
322 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
323 ztest_func_t ztest_fault_inject;
324 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
325 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
326 ztest_func_t ztest_spa_rename;
327 ztest_func_t ztest_scrub;
328 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
329 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
330 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
331 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
332 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
333 ztest_func_t ztest_split_pool;
334 ztest_func_t ztest_reguid;
335 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
336 ztest_func_t ztest_fletcher;
337 ztest_func_t ztest_fletcher_incr;
338 ztest_func_t ztest_verify_dnode_bt;
339
340 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
341 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
342 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
343 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
344 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
345
346 #define ZTI_INIT(func, iters, interval) \
347         {   .zi_func = (func), \
348             .zi_iters = (iters), \
349             .zi_interval = (interval), \
350             .zi_funcname = # func }
351
352 ztest_info_t ztest_info[] = {
353         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write, 1, &zopt_always),
354         ZTI_INIT(ztest_dmu_write_parallel, 10, &zopt_always),
355         ZTI_INIT(ztest_dmu_object_alloc_free, 1, &zopt_always),
356         ZTI_INIT(ztest_dmu_commit_callbacks, 1, &zopt_always),
357         ZTI_INIT(ztest_zap, 30, &zopt_always),
358         ZTI_INIT(ztest_zap_parallel, 100, &zopt_always),
359         ZTI_INIT(ztest_split_pool, 1, &zopt_always),
360         ZTI_INIT(ztest_zil_commit, 1, &zopt_incessant),
361         ZTI_INIT(ztest_zil_remount, 1, &zopt_sometimes),
362         ZTI_INIT(ztest_dmu_read_write_zcopy, 1, &zopt_often),
363         ZTI_INIT(ztest_dmu_objset_create_destroy, 1, &zopt_often),
364         ZTI_INIT(ztest_dsl_prop_get_set, 1, &zopt_often),
365         ZTI_INIT(ztest_spa_prop_get_set, 1, &zopt_sometimes),
366 #if 0
367         ZTI_INIT(ztest_dmu_prealloc, 1, &zopt_sometimes),
368 #endif
369         ZTI_INIT(ztest_fzap, 1, &zopt_sometimes),
370         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
371         ZTI_INIT(ztest_spa_create_destroy, 1, &zopt_sometimes),
372         ZTI_INIT(ztest_fault_inject, 1, &zopt_sometimes),
373         ZTI_INIT(ztest_ddt_repair, 1, &zopt_sometimes),
374         ZTI_INIT(ztest_dmu_snapshot_hold, 1, &zopt_sometimes),
375         ZTI_INIT(ztest_reguid, 1, &zopt_rarely),
376         ZTI_INIT(ztest_spa_rename, 1, &zopt_rarely),
377         ZTI_INIT(ztest_scrub, 1, &zopt_rarely),
378         ZTI_INIT(ztest_spa_upgrade, 1, &zopt_rarely),
379         ZTI_INIT(ztest_dsl_dataset_promote_busy, 1, &zopt_rarely),
380         ZTI_INIT(ztest_vdev_attach_detach, 1, &zopt_sometimes),
381         ZTI_INIT(ztest_vdev_LUN_growth, 1, &zopt_rarely),
382         ZTI_INIT(ztest_vdev_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
383         ZTI_INIT(ztest_vdev_aux_add_remove, 1, &ztest_opts.zo_vdevtime),
384         ZTI_INIT(ztest_fletcher, 1, &zopt_rarely),
385         ZTI_INIT(ztest_fletcher_incr, 1, &zopt_rarely),
386         ZTI_INIT(ztest_verify_dnode_bt, 1, &zopt_sometimes),
387 };
388
389 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
390
391 /*
392  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
393  * The callbacks are ordered by txg number.
394  */
395 typedef struct ztest_cb_list {
396         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
397         list_t          zcl_callbacks;
398 } ztest_cb_list_t;
399
400 /*
401  * Stuff we need to share writably between parent and child.
402  */
403 typedef struct ztest_shared {
404         boolean_t       zs_do_init;
405         hrtime_t        zs_proc_start;
406         hrtime_t        zs_proc_stop;
407         hrtime_t        zs_thread_start;
408         hrtime_t        zs_thread_stop;
409         hrtime_t        zs_thread_kill;
410         uint64_t        zs_enospc_count;
411         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
412         uint64_t        zs_vdev_aux;
413         uint64_t        zs_alloc;
414         uint64_t        zs_space;
415         uint64_t        zs_splits;
416         uint64_t        zs_mirrors;
417         uint64_t        zs_metaslab_sz;
418         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
419         uint64_t        zs_guid;
420 } ztest_shared_t;
421
422 #define ID_PARALLEL     -1ULL
423
424 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
425 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
426 ztest_shared_t *ztest_shared;
427
428 static spa_t *ztest_spa = NULL;
429 static ztest_ds_t *ztest_ds;
430
431 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
432
433 /*
434  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
435  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
436  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
437  * namespace does not change while the lock is held.
438  */
439 static rwlock_t ztest_name_lock;
440
441 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
442 static boolean_t ztest_exiting;
443
444 /* Global commit callback list */
445 static ztest_cb_list_t zcl;
446 /* Commit cb delay */
447 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
448 static int zc_cb_counter = 0;
449
450 /*
451  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
452  * whether the minimum txg delay is acceptable.
453  */
454 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
455
456 /*
457  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
458  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
459  * implementation bug.
460  */
461 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
462
463 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
464 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
465
466 enum ztest_object {
467         ZTEST_META_DNODE = 0,
468         ZTEST_DIROBJ,
469         ZTEST_OBJECTS
470 };
471
472 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
473
474 /*
475  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
476  * debugging facilities.
477  */
478 const char *
479 _umem_debug_init(void)
480 {
481         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
482 }
483
484 const char *
485 _umem_logging_init(void)
486 {
487         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
488 }
489
490 #define BACKTRACE_SZ    100
491
492 static void sig_handler(int signo)
493 {
494         struct sigaction action;
495 #ifdef __GLIBC__ /* backtrace() is a GNU extension */
496         int nptrs;
497         void *buffer[BACKTRACE_SZ];
498
499         nptrs = backtrace(buffer, BACKTRACE_SZ);
500         backtrace_symbols_fd(buffer, nptrs, STDERR_FILENO);
501 #endif
502
503         /*
504          * Restore default action and re-raise signal so SIGSEGV and
505          * SIGABRT can trigger a core dump.
506          */
507         action.sa_handler = SIG_DFL;
508         sigemptyset(&action.sa_mask);
509         action.sa_flags = 0;
510         (void) sigaction(signo, &action, NULL);
511         raise(signo);
512 }
513
514 #define FATAL_MSG_SZ    1024
515
516 char *fatal_msg;
517
518 static void
519 fatal(int do_perror, char *message, ...)
520 {
521         va_list args;
522         int save_errno = errno;
523         char *buf;
524
525         (void) fflush(stdout);
526         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
527
528         va_start(args, message);
529         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
530         /* LINTED */
531         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
532         va_end(args);
533         if (do_perror) {
534                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
535                     ": %s", strerror(save_errno));
536         }
537         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
538         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
539         if (ztest_dump_core)
540                 abort();
541         exit(3);
542 }
543
544 static int
545 str2shift(const char *buf)
546 {
547         const char *ends = "BKMGTPEZ";
548         int i;
549
550         if (buf[0] == '\0')
551                 return (0);
552         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
553                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
554                         break;
555         }
556         if (i == strlen(ends)) {
557                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
558                     buf);
559                 usage(B_FALSE);
560         }
561         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
562                 return (10*i);
563         }
564         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
565         usage(B_FALSE);
566         /* NOTREACHED */
567 }
568
569 static uint64_t
570 nicenumtoull(const char *buf)
571 {
572         char *end;
573         uint64_t val;
574
575         val = strtoull(buf, &end, 0);
576         if (end == buf) {
577                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
578                 usage(B_FALSE);
579         } else if (end[0] == '.') {
580                 double fval = strtod(buf, &end);
581                 fval *= pow(2, str2shift(end));
582                 if (fval > UINT64_MAX) {
583                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
584                             buf);
585                         usage(B_FALSE);
586                 }
587                 val = (uint64_t)fval;
588         } else {
589                 int shift = str2shift(end);
590                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
591                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
592                             buf);
593                         usage(B_FALSE);
594                 }
595                 val <<= shift;
596         }
597         return (val);
598 }
599
600 static void
601 usage(boolean_t requested)
602 {
603         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
604
605         char nice_vdev_size[10];
606         char nice_gang_bang[10];
607         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
608
609         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
610         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
611
612         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
613             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
614             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
615             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
616             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
617             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
618             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
619             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
620             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
621             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
622             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
623             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
624             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
625             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
626             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
627             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
628             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
629             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
630             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
631             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
632             "\t[-h] (print help)\n"
633             "",
634             zo->zo_pool,
635             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
636             nice_vdev_size,                             /* -s */
637             zo->zo_ashift,                              /* -a */
638             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
639             zo->zo_raidz,                               /* -r */
640             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
641             zo->zo_datasets,                            /* -d */
642             zo->zo_threads,                             /* -t */
643             nice_gang_bang,                             /* -g */
644             zo->zo_init,                                /* -i */
645             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
646             zo->zo_pool,                                /* -p */
647             zo->zo_dir,                                 /* -f */
648             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
649             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
650             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
651         exit(requested ? 0 : 1);
652 }
653
654 static void
655 process_options(int argc, char **argv)
656 {
657         char *path;
658         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
659
660         int opt;
661         uint64_t value;
662         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
663
664         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
665
666         while ((opt = getopt(argc, argv,
667             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
668                 value = 0;
669                 switch (opt) {
670                 case 'v':
671                 case 's':
672                 case 'a':
673                 case 'm':
674                 case 'r':
675                 case 'R':
676                 case 'd':
677                 case 't':
678                 case 'g':
679                 case 'i':
680                 case 'k':
681                 case 'T':
682                 case 'P':
683                 case 'F':
684                         value = nicenumtoull(optarg);
685                 }
686                 switch (opt) {
687                 case 'v':
688                         zo->zo_vdevs = value;
689                         break;
690                 case 's':
691                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
692                         break;
693                 case 'a':
694                         zo->zo_ashift = value;
695                         break;
696                 case 'm':
697                         zo->zo_mirrors = value;
698                         break;
699                 case 'r':
700                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
701                         break;
702                 case 'R':
703                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
704                         break;
705                 case 'd':
706                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
707                         break;
708                 case 't':
709                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
710                         break;
711                 case 'g':
712                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
713                             value);
714                         break;
715                 case 'i':
716                         zo->zo_init = value;
717                         break;
718                 case 'k':
719                         zo->zo_killrate = value;
720                         break;
721                 case 'p':
722                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
723                             sizeof (zo->zo_pool));
724                         break;
725                 case 'f':
726                         path = realpath(optarg, NULL);
727                         if (path == NULL) {
728                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
729                                     optarg, strerror(errno));
730                                 usage(B_FALSE);
731                         } else {
732                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
733                                     sizeof (zo->zo_dir));
734                                 free(path);
735                         }
736                         break;
737                 case 'V':
738                         zo->zo_verbose++;
739                         break;
740                 case 'E':
741                         zo->zo_init = 0;
742                         break;
743                 case 'T':
744                         zo->zo_time = value;
745                         break;
746                 case 'P':
747                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
748                         break;
749                 case 'F':
750                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
751                         break;
752                 case 'B':
753                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
754                         break;
755                 case 'h':
756                         usage(B_TRUE);
757                         break;
758                 case '?':
759                 default:
760                         usage(B_FALSE);
761                         break;
762                 }
763         }
764
765         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
766
767         zo->zo_vdevtime =
768             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
769             UINT64_MAX >> 2);
770
771         if (strlen(altdir) > 0) {
772                 char *cmd;
773                 char *realaltdir;
774                 char *bin;
775                 char *ztest;
776                 char *isa;
777                 int isalen;
778
779                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
780                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
781
782                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
783                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
784                         ztest_dump_core = B_FALSE;
785                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
786                             altdir);
787                 }
788                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
789
790                 /*
791                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
792                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
793                  * 32 or 64 bit binaries.
794                  */
795                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
796                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
797                 isa = bin + 9;
798                 isalen = ztest - isa;
799                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
800                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
801                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
802                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
803
804                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
805                         ztest_dump_core = B_FALSE;
806                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
807                             zo->zo_alt_ztest);
808                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
809                         ztest_dump_core = B_FALSE;
810                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
811                             zo->zo_alt_libpath);
812                 }
813
814                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
815                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
816         }
817 }
818
819 static void
820 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
821 {
822         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
823         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
824
825         /*
826          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
827          * See comment above spa_config_sync().
828          */
829         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
830         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
831         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
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_dnodesize(void)
1042 {
1043         int slots;
1044         int max_slots = spa_maxdnodesize(ztest_spa) >> DNODE_SHIFT;
1045
1046         if (max_slots == DNODE_MIN_SLOTS)
1047                 return (DNODE_MIN_SIZE);
1048
1049         /*
1050          * Weight the random distribution more heavily toward smaller
1051          * dnode sizes since that is more likely to reflect real-world
1052          * usage.
1053          */
1054         ASSERT3U(max_slots, >, 4);
1055         switch (ztest_random(10)) {
1056         case 0:
1057                 slots = 5 + ztest_random(max_slots - 4);
1058                 break;
1059         case 1 ... 4:
1060                 slots = 2 + ztest_random(3);
1061                 break;
1062         default:
1063                 slots = 1;
1064                 break;
1065         }
1066
1067         return (slots << DNODE_SHIFT);
1068 }
1069
1070 static int
1071 ztest_random_ibshift(void)
1072 {
1073         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1074             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1075 }
1076
1077 static uint64_t
1078 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1079 {
1080         uint64_t top;
1081         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1082         vdev_t *tvd;
1083
1084         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1085
1086         do {
1087                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1088                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1089         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1090             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1091
1092         return (top);
1093 }
1094
1095 static uint64_t
1096 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1097 {
1098         uint64_t value;
1099
1100         do {
1101                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1102         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1103
1104         return (value);
1105 }
1106
1107 static int
1108 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1109     boolean_t inherit)
1110 {
1111         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1112         const char *valname;
1113         char *setpoint;
1114         uint64_t curval;
1115         int error;
1116
1117         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1118             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1119
1120         if (error == ENOSPC) {
1121                 ztest_record_enospc(FTAG);
1122                 return (error);
1123         }
1124         ASSERT0(error);
1125
1126         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1127         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1128
1129         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1130                 int err;
1131
1132                 err = zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname);
1133                 if (err)
1134                         (void) printf("%s %s = %llu at '%s'\n", osname,
1135                             propname, (unsigned long long)curval, setpoint);
1136                 else
1137                         (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1138                             osname, propname, valname, setpoint);
1139         }
1140         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1141
1142         return (error);
1143 }
1144
1145 static int
1146 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1147 {
1148         spa_t *spa = ztest_spa;
1149         nvlist_t *props = NULL;
1150         int error;
1151
1152         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1153         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1154
1155         error = spa_prop_set(spa, props);
1156
1157         nvlist_free(props);
1158
1159         if (error == ENOSPC) {
1160                 ztest_record_enospc(FTAG);
1161                 return (error);
1162         }
1163         ASSERT0(error);
1164
1165         return (error);
1166 }
1167
1168
1169 /*
1170  * Object and range lock mechanics
1171  */
1172 typedef struct {
1173         list_node_t z_lnode;
1174         refcount_t z_refcnt;
1175         uint64_t z_object;
1176         zfs_rlock_t z_range_lock;
1177 } ztest_znode_t;
1178
1179 typedef struct {
1180         rl_t *z_rl;
1181         ztest_znode_t *z_ztznode;
1182 } ztest_zrl_t;
1183
1184 static ztest_znode_t *
1185 ztest_znode_init(uint64_t object)
1186 {
1187         ztest_znode_t *zp = umem_alloc(sizeof (*zp), UMEM_NOFAIL);
1188
1189         list_link_init(&zp->z_lnode);
1190         refcount_create(&zp->z_refcnt);
1191         zp->z_object = object;
1192         zfs_rlock_init(&zp->z_range_lock);
1193
1194         return (zp);
1195 }
1196
1197 static void
1198 ztest_znode_fini(ztest_znode_t *zp)
1199 {
1200         ASSERT(refcount_is_zero(&zp->z_refcnt));
1201         zfs_rlock_destroy(&zp->z_range_lock);
1202         zp->z_object = 0;
1203         refcount_destroy(&zp->z_refcnt);
1204         list_link_init(&zp->z_lnode);
1205         umem_free(zp, sizeof (*zp));
1206 }
1207
1208 static void
1209 ztest_zll_init(zll_t *zll)
1210 {
1211         mutex_init(&zll->z_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1212         list_create(&zll->z_list, sizeof (ztest_znode_t),
1213             offsetof(ztest_znode_t, z_lnode));
1214 }
1215
1216 static void
1217 ztest_zll_destroy(zll_t *zll)
1218 {
1219         list_destroy(&zll->z_list);
1220         mutex_destroy(&zll->z_lock);
1221 }
1222
1223 #define RL_TAG "range_lock"
1224 static ztest_znode_t *
1225 ztest_znode_get(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1226 {
1227         zll_t *zll = &zd->zd_range_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1228         ztest_znode_t *zp = NULL;
1229         mutex_enter(&zll->z_lock);
1230         for (zp = list_head(&zll->z_list); (zp);
1231             zp = list_next(&zll->z_list, zp)) {
1232                 if (zp->z_object == object) {
1233                         refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1234                         break;
1235                 }
1236         }
1237         if (zp == NULL) {
1238                 zp = ztest_znode_init(object);
1239                 refcount_add(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1240                 list_insert_head(&zll->z_list, zp);
1241         }
1242         mutex_exit(&zll->z_lock);
1243         return (zp);
1244 }
1245
1246 static void
1247 ztest_znode_put(ztest_ds_t *zd, ztest_znode_t *zp)
1248 {
1249         zll_t *zll = NULL;
1250         ASSERT3U(zp->z_object, !=, 0);
1251         zll = &zd->zd_range_lock[zp->z_object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1252         mutex_enter(&zll->z_lock);
1253         refcount_remove(&zp->z_refcnt, RL_TAG);
1254         if (refcount_is_zero(&zp->z_refcnt)) {
1255                 list_remove(&zll->z_list, zp);
1256                 ztest_znode_fini(zp);
1257         }
1258         mutex_exit(&zll->z_lock);
1259 }
1260
1261
1262 static void
1263 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1264 {
1265         rll->rll_writer = NULL;
1266         rll->rll_readers = 0;
1267         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1268         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1269 }
1270
1271 static void
1272 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1273 {
1274         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1275         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1276         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1277         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1278 }
1279
1280 static void
1281 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1282 {
1283         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1284
1285         if (type == RL_READER) {
1286                 while (rll->rll_writer != NULL)
1287                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1288                 rll->rll_readers++;
1289         } else {
1290                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1291                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1292                 rll->rll_writer = curthread;
1293         }
1294
1295         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1296 }
1297
1298 static void
1299 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1300 {
1301         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1302
1303         if (rll->rll_writer) {
1304                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1305                 rll->rll_writer = NULL;
1306         } else {
1307                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1308                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1309                 rll->rll_readers--;
1310         }
1311
1312         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1313                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1314
1315         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1316 }
1317
1318 static void
1319 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1320 {
1321         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1322
1323         ztest_rll_lock(rll, type);
1324 }
1325
1326 static void
1327 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1328 {
1329         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1330
1331         ztest_rll_unlock(rll);
1332 }
1333
1334 static ztest_zrl_t *
1335 ztest_zrl_init(rl_t *rl, ztest_znode_t *zp)
1336 {
1337         ztest_zrl_t *zrl = umem_alloc(sizeof (*zrl), UMEM_NOFAIL);
1338         zrl->z_rl = rl;
1339         zrl->z_ztznode = zp;
1340         return (zrl);
1341 }
1342
1343 static void
1344 ztest_zrl_fini(ztest_zrl_t *zrl)
1345 {
1346         umem_free(zrl, sizeof (*zrl));
1347 }
1348
1349 static ztest_zrl_t *
1350 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1351     uint64_t size, rl_type_t type)
1352 {
1353         ztest_znode_t *zp = ztest_znode_get(zd, object);
1354         rl_t *rl = zfs_range_lock(&zp->z_range_lock, offset,
1355             size, type);
1356         return (ztest_zrl_init(rl, zp));
1357 }
1358
1359 static void
1360 ztest_range_unlock(ztest_ds_t *zd, ztest_zrl_t *zrl)
1361 {
1362         zfs_range_unlock(zrl->z_rl);
1363         ztest_znode_put(zd, zrl->z_ztznode);
1364         ztest_zrl_fini(zrl);
1365 }
1366
1367 static void
1368 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1369 {
1370         zd->zd_os = os;
1371         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1372         zd->zd_shared = szd;
1373         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1374         int l;
1375
1376         if (zd->zd_shared != NULL)
1377                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1378
1379         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1380         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1381
1382         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1383                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1384
1385         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1386                 ztest_zll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1387 }
1388
1389 static void
1390 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1391 {
1392         int l;
1393
1394         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1395         (void) rwlock_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1396
1397         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1398                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1399
1400         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1401                 ztest_zll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1402 }
1403
1404 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1405
1406 static uint64_t
1407 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1408 {
1409         uint64_t txg;
1410         int error;
1411
1412         /*
1413          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1414          */
1415         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1416         if (error) {
1417                 if (error == ERESTART) {
1418                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1419                         dmu_tx_wait(tx);
1420                 } else {
1421                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1422                         ztest_record_enospc(tag);
1423                 }
1424                 dmu_tx_abort(tx);
1425                 return (0);
1426         }
1427         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1428         ASSERT(txg != 0);
1429         return (txg);
1430 }
1431
1432 static void
1433 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1434 {
1435         uint64_t *ip = buf;
1436         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1437
1438         while (ip < ip_end)
1439                 *ip++ = value;
1440 }
1441
1442 #ifndef NDEBUG
1443 static boolean_t
1444 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1445 {
1446         uint64_t *ip = buf;
1447         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1448         uint64_t diff = 0;
1449
1450         while (ip < ip_end)
1451                 diff |= (value - *ip++);
1452
1453         return (diff == 0);
1454 }
1455 #endif
1456
1457 static void
1458 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1459     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1460     uint64_t crtxg)
1461 {
1462         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1463         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1464         bt->bt_object = object;
1465         bt->bt_dnodesize = dnodesize;
1466         bt->bt_offset = offset;
1467         bt->bt_gen = gen;
1468         bt->bt_txg = txg;
1469         bt->bt_crtxg = crtxg;
1470 }
1471
1472 static void
1473 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1474     uint64_t dnodesize, uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg,
1475     uint64_t crtxg)
1476 {
1477         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1478         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1479         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1480         ASSERT3U(bt->bt_dnodesize, ==, dnodesize);
1481         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1482         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1483         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1484         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1485 }
1486
1487 static ztest_block_tag_t *
1488 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1489 {
1490         dmu_object_info_t doi;
1491         ztest_block_tag_t *bt;
1492
1493         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1494         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1495         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1496         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1497
1498         return (bt);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Generate a token to fill up unused bonus buffer space.  Try to make
1503  * it unique to the object, generation, and offset to verify that data
1504  * is not getting overwritten by data from other dnodes.
1505  */
1506 #define ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, ds, gen, offset) \
1507         (((ds) << 48) | ((gen) << 32) | ((obj) << 8) | (offset))
1508
1509 /*
1510  * Fill up the unused bonus buffer region before the block tag with a
1511  * verifiable pattern. Filling the whole bonus area with non-zero data
1512  * helps ensure that all dnode traversal code properly skips the
1513  * interior regions of large dnodes.
1514  */
1515 void
1516 ztest_fill_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1517     objset_t *os, uint64_t gen)
1518 {
1519         uint64_t *bonusp;
1520
1521         ASSERT(IS_P2ALIGNED((char *)end - (char *)db->db_data, 8));
1522
1523         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1524                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1525                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1526                 *bonusp = token;
1527         }
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Verify that the unused area of a bonus buffer is filled with the
1532  * expected tokens.
1533  */
1534 void
1535 ztest_verify_unused_bonus(dmu_buf_t *db, void *end, uint64_t obj,
1536     objset_t *os, uint64_t gen)
1537 {
1538         uint64_t *bonusp;
1539
1540         for (bonusp = db->db_data; bonusp < (uint64_t *)end; bonusp++) {
1541                 uint64_t token = ZTEST_BONUS_FILL_TOKEN(obj, dmu_objset_id(os),
1542                     gen, bonusp - (uint64_t *)db->db_data);
1543                 VERIFY3U(*bonusp, ==, token);
1544         }
1545 }
1546
1547 /*
1548  * ZIL logging ops
1549  */
1550
1551 #define lrz_type        lr_mode
1552 #define lrz_blocksize   lr_uid
1553 #define lrz_ibshift     lr_gid
1554 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1555 #define lrz_dnodesize   lr_crtime[1]
1556
1557 static void
1558 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1559 {
1560         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1561         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1562         itx_t *itx;
1563
1564         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1565                 return;
1566
1567         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1568         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1569             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1570
1571         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1572 }
1573
1574 static void
1575 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1576 {
1577         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1578         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1579         itx_t *itx;
1580
1581         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1582                 return;
1583
1584         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1585         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1586             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1587
1588         itx->itx_oid = object;
1589         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1590 }
1591
1592 static void
1593 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1594 {
1595         itx_t *itx;
1596         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1597
1598         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1599                 return;
1600
1601         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1602                 write_state = WR_INDIRECT;
1603
1604         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1605             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1606
1607         if (write_state == WR_COPIED &&
1608             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1609             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1610                 zil_itx_destroy(itx);
1611                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1612                 write_state = WR_NEED_COPY;
1613         }
1614         itx->itx_private = zd;
1615         itx->itx_wr_state = write_state;
1616         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1617         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1618
1619         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1620             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1621
1622         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1623 }
1624
1625 static void
1626 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1627 {
1628         itx_t *itx;
1629
1630         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1631                 return;
1632
1633         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1634         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1635             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1636
1637         itx->itx_sync = B_FALSE;
1638         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1639 }
1640
1641 static void
1642 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1643 {
1644         itx_t *itx;
1645
1646         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1647                 return;
1648
1649         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1650         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1651             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1652
1653         itx->itx_sync = B_FALSE;
1654         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * ZIL replay ops
1659  */
1660 static int
1661 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1662 {
1663         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1664         objset_t *os = zd->zd_os;
1665         ztest_block_tag_t *bbt;
1666         dmu_buf_t *db;
1667         dmu_tx_t *tx;
1668         uint64_t txg;
1669         int error = 0;
1670         int bonuslen;
1671
1672         if (byteswap)
1673                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1674
1675         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1676         ASSERT(name[0] != '\0');
1677
1678         tx = dmu_tx_create(os);
1679
1680         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1681
1682         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1683                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1684         } else {
1685                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1686         }
1687
1688         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1689         if (txg == 0)
1690                 return (ENOSPC);
1691
1692         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1693         bonuslen = DN_BONUS_SIZE(lr->lrz_dnodesize);
1694
1695         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1696                 if (lr->lr_foid == 0) {
1697                         lr->lr_foid = zap_create_dnsize(os,
1698                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1699                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1700                 } else {
1701                         error = zap_create_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1702                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1703                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1704                 }
1705         } else {
1706                 if (lr->lr_foid == 0) {
1707                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc_dnsize(os,
1708                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1709                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1710                 } else {
1711                         error = dmu_object_claim_dnsize(os, lr->lr_foid,
1712                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1713                             bonuslen, lr->lrz_dnodesize, tx);
1714                 }
1715         }
1716
1717         if (error) {
1718                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1719                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1720                 dmu_tx_commit(tx);
1721                 return (error);
1722         }
1723
1724         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1725
1726         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1727                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1728                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1729
1730         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1731         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1732         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1733         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, lr->lrz_dnodesize, -1ULL,
1734             lr->lr_gen, txg, txg);
1735         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, lr->lr_gen);
1736         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1737
1738         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1739             &lr->lr_foid, tx));
1740
1741         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1742
1743         dmu_tx_commit(tx);
1744
1745         return (0);
1746 }
1747
1748 static int
1749 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1750 {
1751         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1752         objset_t *os = zd->zd_os;
1753         dmu_object_info_t doi;
1754         dmu_tx_t *tx;
1755         uint64_t object, txg;
1756
1757         if (byteswap)
1758                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1759
1760         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1761         ASSERT(name[0] != '\0');
1762
1763         VERIFY3U(0, ==,
1764             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1765         ASSERT(object != 0);
1766
1767         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1768
1769         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1770
1771         tx = dmu_tx_create(os);
1772
1773         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1774         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1775
1776         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1777         if (txg == 0) {
1778                 ztest_object_unlock(zd, object);
1779                 return (ENOSPC);
1780         }
1781
1782         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1783                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1784         } else {
1785                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1786         }
1787
1788         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1789
1790         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1791
1792         dmu_tx_commit(tx);
1793
1794         ztest_object_unlock(zd, object);
1795
1796         return (0);
1797 }
1798
1799 static int
1800 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1801 {
1802         objset_t *os = zd->zd_os;
1803         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1804         uint64_t offset, length;
1805         ztest_block_tag_t *bt = data;
1806         ztest_block_tag_t *bbt;
1807         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1808         dmu_object_info_t doi;
1809         dmu_tx_t *tx;
1810         dmu_buf_t *db;
1811         arc_buf_t *abuf = NULL;
1812         ztest_zrl_t *rl;
1813
1814         if (byteswap)
1815                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1816
1817         offset = lr->lr_offset;
1818         length = lr->lr_length;
1819
1820         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1821         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1822                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1823                 if (length < blocksize) {
1824                         offset -= offset % blocksize;
1825                         length = blocksize;
1826                 }
1827         }
1828
1829         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1830                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1831
1832         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1833                 bt = NULL;
1834
1835         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1836         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1837
1838         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1839
1840         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1841
1842         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1843         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1844         gen = bbt->bt_gen;
1845         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1846         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1847
1848         tx = dmu_tx_create(os);
1849
1850         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1851
1852         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1853             P2PHASE(offset, length) == 0)
1854                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1855
1856         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1857         if (txg == 0) {
1858                 if (abuf != NULL)
1859                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1860                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1861                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1862                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1863                 return (ENOSPC);
1864         }
1865
1866         if (bt != NULL) {
1867                 /*
1868                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1869                  * but not always, because we also want to verify correct
1870                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1871                  */
1872                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1873                 if (ztest_random(4) != 0) {
1874                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1875                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1876                         ztest_block_tag_t rbt;
1877
1878                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1879                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1880                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1881                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid, 0,
1882                                     offset, gen, txg, crtxg);
1883                         }
1884                 }
1885
1886                 /*
1887                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1888                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1889                  * open-context data, which may be different than the data
1890                  * as it was when the write was generated.
1891                  */
1892                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1893                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset,
1894                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1895                             bt->bt_crtxg);
1896                 }
1897
1898                 /*
1899                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1900                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1901                  */
1902                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, 0, offset, gen, txg,
1903                     crtxg);
1904         }
1905
1906         if (abuf == NULL) {
1907                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1908         } else {
1909                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1910                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1911         }
1912
1913         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1914
1915         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1916
1917         dmu_tx_commit(tx);
1918
1919         ztest_range_unlock(zd, rl);
1920         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1921
1922         return (0);
1923 }
1924
1925 static int
1926 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1927 {
1928         objset_t *os = zd->zd_os;
1929         dmu_tx_t *tx;
1930         uint64_t txg;
1931         ztest_zrl_t *rl;
1932
1933         if (byteswap)
1934                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1935
1936         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1937         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1938             RL_WRITER);
1939
1940         tx = dmu_tx_create(os);
1941
1942         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1943
1944         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1945         if (txg == 0) {
1946                 ztest_range_unlock(zd, rl);
1947                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1948                 return (ENOSPC);
1949         }
1950
1951         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1952             lr->lr_length, tx) == 0);
1953
1954         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1955
1956         dmu_tx_commit(tx);
1957
1958         ztest_range_unlock(zd, rl);
1959         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1960
1961         return (0);
1962 }
1963
1964 static int
1965 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1966 {
1967         objset_t *os = zd->zd_os;
1968         dmu_tx_t *tx;
1969         dmu_buf_t *db;
1970         ztest_block_tag_t *bbt;
1971         uint64_t txg, lrtxg, crtxg, dnodesize;
1972
1973         if (byteswap)
1974                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1975
1976         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1977
1978         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1979
1980         tx = dmu_tx_create(os);
1981         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1982
1983         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1984         if (txg == 0) {
1985                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1986                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1987                 return (ENOSPC);
1988         }
1989
1990         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1991         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1992         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1993         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1994         dnodesize = bbt->bt_dnodesize;
1995
1996         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1997                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1998                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1999                 ASSERT(lrtxg != 0);
2000         } else {
2001                 /*
2002                  * Randomly change the size and increment the generation.
2003                  */
2004                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
2005                     sizeof (*bbt);
2006                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
2007                 ASSERT(lrtxg == 0);
2008         }
2009
2010         /*
2011          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
2012          */
2013         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2014             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
2015
2016         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2017
2018         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
2019         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
2020         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
2021         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2022
2023         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, dnodesize, -1ULL, lr->lr_mode,
2024             txg, crtxg);
2025         ztest_fill_unused_bonus(db, bbt, lr->lr_foid, os, bbt->bt_gen);
2026         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2027
2028         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
2029
2030         dmu_tx_commit(tx);
2031
2032         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
2033
2034         return (0);
2035 }
2036
2037 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
2038         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
2039         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
2040         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
2041         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
2042         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
2043         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
2044         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
2045         NULL,                                           /* TX_LINK */
2046         NULL,                                           /* TX_RENAME */
2047         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
2048         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
2049         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
2050         NULL,                                           /* TX_ACL */
2051         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
2052         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
2053         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
2054         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
2055         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
2056         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
2057         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
2058 };
2059
2060 /*
2061  * ZIL get_data callbacks
2062  */
2063 typedef struct ztest_zgd_private {
2064         ztest_ds_t *z_zd;
2065         ztest_zrl_t *z_rl;
2066         uint64_t z_object;
2067 } ztest_zgd_private_t;
2068
2069 static void
2070 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
2071 {
2072         ztest_zgd_private_t *zzp = zgd->zgd_private;
2073         ztest_ds_t *zd = zzp->z_zd;
2074         uint64_t object = zzp->z_object;
2075
2076         if (zgd->zgd_db)
2077                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
2078
2079         ztest_range_unlock(zd, zzp->z_rl);
2080         ztest_object_unlock(zd, object);
2081
2082         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
2083                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
2084
2085         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
2086         umem_free(zzp, sizeof (*zzp));
2087 }
2088
2089 static int
2090 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
2091 {
2092         ztest_ds_t *zd = arg;
2093         objset_t *os = zd->zd_os;
2094         uint64_t object = lr->lr_foid;
2095         uint64_t offset = lr->lr_offset;
2096         uint64_t size = lr->lr_length;
2097         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
2098         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
2099         uint64_t crtxg;
2100         dmu_object_info_t doi;
2101         dmu_buf_t *db;
2102         zgd_t *zgd;
2103         int error;
2104         ztest_zgd_private_t *zgd_private;
2105
2106         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2107         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
2108         if (error) {
2109                 ztest_object_unlock(zd, object);
2110                 return (error);
2111         }
2112
2113         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
2114
2115         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
2116                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2117                 ztest_object_unlock(zd, object);
2118                 return (ENOENT);
2119         }
2120
2121         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2122         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2123         db = NULL;
2124
2125         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
2126         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
2127         zgd_private = umem_zalloc(sizeof (ztest_zgd_private_t), UMEM_NOFAIL);
2128         zgd_private->z_zd = zd;
2129         zgd_private->z_object = object;
2130         zgd->zgd_private = zgd_private;
2131
2132         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
2133                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2134                     RL_READER);
2135
2136                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
2137                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2138                 ASSERT(error == 0);
2139         } else {
2140                 size = doi.doi_data_block_size;
2141                 if (ISP2(size)) {
2142                         offset = P2ALIGN(offset, size);
2143                 } else {
2144                         ASSERT(offset < size);
2145                         offset = 0;
2146                 }
2147
2148                 zgd_private->z_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
2149                     RL_READER);
2150
2151                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
2152                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
2153
2154                 if (error == 0) {
2155                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
2156                         if (obp) {
2157                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
2158                                 *bp = *obp;
2159                         }
2160
2161                         zgd->zgd_db = db;
2162                         zgd->zgd_bp = bp;
2163
2164                         ASSERT(db->db_offset == offset);
2165                         ASSERT(db->db_size == size);
2166
2167                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
2168                             ztest_get_done, zgd);
2169
2170                         if (error == 0)
2171                                 return (0);
2172                 }
2173         }
2174
2175         ztest_get_done(zgd, error);
2176
2177         return (error);
2178 }
2179
2180 static void *
2181 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
2182 {
2183         char *lr;
2184         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2185
2186         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
2187
2188         if (name)
2189                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
2190
2191         return (lr);
2192 }
2193
2194 void
2195 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
2196 {
2197         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
2198
2199         umem_free(lr, lrsize + namesize);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
2204  */
2205 static int
2206 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2207 {
2208         int missing = 0;
2209         int error;
2210         int i;
2211
2212         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2213
2214         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2215                 od->od_object = 0;
2216                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
2217                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
2218                 if (error) {
2219                         ASSERT(error == ENOENT);
2220                         ASSERT(od->od_object == 0);
2221                         missing++;
2222                 } else {
2223                         dmu_buf_t *db;
2224                         ztest_block_tag_t *bbt;
2225                         dmu_object_info_t doi;
2226
2227                         ASSERT(od->od_object != 0);
2228                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
2229
2230                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
2231                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
2232                             od->od_object, FTAG, &db));
2233                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
2234                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
2235                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
2236                         od->od_type = doi.doi_type;
2237                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
2238                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
2239                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2240                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
2241                 }
2242         }
2243
2244         return (missing);
2245 }
2246
2247 static int
2248 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2249 {
2250         int missing = 0;
2251         int i;
2252
2253         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2254
2255         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
2256                 if (missing) {
2257                         od->od_object = 0;
2258                         missing++;
2259                         continue;
2260                 }
2261
2262                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2263
2264                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2265                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2266                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2267                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2268                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2269                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2270                 lr->lrz_dnodesize = od->od_crdnodesize;
2271                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2272                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2273
2274                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2275                         ASSERT(missing == 0);
2276                         od->od_object = 0;
2277                         missing++;
2278                 } else {
2279                         od->od_object = lr->lr_foid;
2280                         od->od_type = od->od_crtype;
2281                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2282                         od->od_gen = od->od_crgen;
2283                         ASSERT(od->od_object != 0);
2284                 }
2285
2286                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2287         }
2288
2289         return (missing);
2290 }
2291
2292 static int
2293 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2294 {
2295         int missing = 0;
2296         int error;
2297         int i;
2298
2299         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2300
2301         od += count - 1;
2302
2303         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2304                 if (missing) {
2305                         missing++;
2306                         continue;
2307                 }
2308
2309                 /*
2310                  * No object was found.
2311                  */
2312                 if (od->od_object == 0)
2313                         continue;
2314
2315                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2316
2317                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2318
2319                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2320                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2321                         missing++;
2322                 } else {
2323                         od->od_object = 0;
2324                 }
2325                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2326         }
2327
2328         return (missing);
2329 }
2330
2331 static int
2332 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2333     void *data)
2334 {
2335         lr_write_t *lr;
2336         int error;
2337
2338         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2339
2340         lr->lr_foid = object;
2341         lr->lr_offset = offset;
2342         lr->lr_length = size;
2343         lr->lr_blkoff = 0;
2344         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2345
2346         bcopy(data, lr + 1, size);
2347
2348         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2349
2350         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2351
2352         return (error);
2353 }
2354
2355 static int
2356 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2357 {
2358         lr_truncate_t *lr;
2359         int error;
2360
2361         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2362
2363         lr->lr_foid = object;
2364         lr->lr_offset = offset;
2365         lr->lr_length = size;
2366
2367         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2368
2369         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2370
2371         return (error);
2372 }
2373
2374 static int
2375 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2376 {
2377         lr_setattr_t *lr;
2378         int error;
2379
2380         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2381
2382         lr->lr_foid = object;
2383         lr->lr_size = 0;
2384         lr->lr_mode = 0;
2385
2386         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2387
2388         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2389
2390         return (error);
2391 }
2392
2393 static void
2394 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2395 {
2396         objset_t *os = zd->zd_os;
2397         dmu_tx_t *tx;
2398         uint64_t txg;
2399         ztest_zrl_t *rl;
2400
2401         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2402
2403         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2404         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2405
2406         tx = dmu_tx_create(os);
2407
2408         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2409
2410         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2411
2412         if (txg != 0) {
2413                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2414                 dmu_tx_commit(tx);
2415                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2416         } else {
2417                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2418         }
2419
2420         ztest_range_unlock(zd, rl);
2421         ztest_object_unlock(zd, object);
2422 }
2423
2424 static void
2425 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2426 {
2427         int err;
2428         ztest_block_tag_t wbt;
2429         dmu_object_info_t doi;
2430         enum ztest_io_type io_type;
2431         uint64_t blocksize;
2432         void *data;
2433
2434         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2435         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2436         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2437
2438         /*
2439          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2440          */
2441         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2442         if (ztest_random(2) == 0)
2443                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2444
2445         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2446
2447         switch (io_type) {
2448
2449         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2450                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, doi.doi_dnodesize,
2451                     offset, 0, 0, 0);
2452                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2453                 break;
2454
2455         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2456                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2457                 if (ztest_random(2) == 0) {
2458                         /*
2459                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2460                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2461                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2462                          */
2463                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2464                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2465                 }
2466                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2467                 break;
2468
2469         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2470                 bzero(data, blocksize);
2471                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2472                 break;
2473
2474         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2475                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2476                 break;
2477
2478         case ZTEST_IO_SETATTR:
2479                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2480                 break;
2481         default:
2482                 break;
2483
2484         case ZTEST_IO_REWRITE:
2485                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2486                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2487                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2488                     B_FALSE);
2489                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2490                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2491                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2492                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2493                     B_FALSE);
2494                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2495                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2496
2497                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2498                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2499
2500                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2501                 break;
2502         }
2503
2504         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2505
2506         umem_free(data, blocksize);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Initialize an object description template.
2511  */
2512 static void
2513 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2514     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t dnodesize,
2515     uint64_t gen)
2516 {
2517         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2518         od->od_object = 0;
2519
2520         od->od_crtype = type;
2521         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2522         od->od_crdnodesize = dnodesize ? dnodesize : ztest_random_dnodesize();
2523         od->od_crgen = gen;
2524
2525         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2526         od->od_blocksize = 0;
2527         od->od_gen = 0;
2528
2529         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2530             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2531 }
2532
2533 /*
2534  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2535  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2536  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2537  * use the existing objects.
2538  */
2539 static int
2540 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2541 {
2542         int count = size / sizeof (*od);
2543         int rv = 0;
2544
2545         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2546         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2547             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2548             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2549                 rv = -1;
2550         zd->zd_od = od;
2551         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2552
2553         return (rv);
2554 }
2555
2556 /* ARGSUSED */
2557 void
2558 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2559 {
2560         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2561
2562         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2563
2564         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2565
2566         /*
2567          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2568          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2569          * will verify that the log really does contain this record.
2570          */
2571         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2572         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2573         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2574         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2575         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2576
2577         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2582  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2583  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2584  */
2585 /* ARGSUSED */
2586 void
2587 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2588 {
2589         objset_t *os = zd->zd_os;
2590
2591         /*
2592          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2593          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2594          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2595          */
2596         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2597         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2598
2599         /* zfs_sb_teardown() */
2600         zil_close(zd->zd_zilog);
2601
2602         /* zfsvfs_setup() */
2603         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2604         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2605
2606         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2607         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2608 }
2609
2610 /*
2611  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2612  * or create a pool with a bad vdev spec.
2613  */
2614 /* ARGSUSED */
2615 void
2616 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2617 {
2618         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2619         spa_t *spa;
2620         nvlist_t *nvroot;
2621
2622         /*
2623          * Attempt to create using a bad file.
2624          */
2625         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2626         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2627             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2628         nvlist_free(nvroot);
2629
2630         /*
2631          * Attempt to create using a bad mirror.
2632          */
2633         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2634         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2635             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2636         nvlist_free(nvroot);
2637
2638         /*
2639          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2640          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2641          */
2642         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2643         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2644         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2645         nvlist_free(nvroot);
2646         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2647         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2648         spa_close(spa, FTAG);
2649
2650         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2651 }
2652
2653 /* ARGSUSED */
2654 void
2655 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2656 {
2657         spa_t *spa;
2658         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2659         uint64_t version, newversion;
2660         nvlist_t *nvroot, *props;
2661         char *name;
2662
2663         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2664         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2665
2666         /*
2667          * Clean up from previous runs.
2668          */
2669         (void) spa_destroy(name);
2670
2671         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2672             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2673
2674         /*
2675          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2676          * the initial version is capable of supporting that feature.
2677          */
2678         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2679         case 0:
2680         case 1:
2681                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2682                 break;
2683         case 2:
2684                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2685                 break;
2686         case 3:
2687                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2688                 break;
2689         }
2690
2691         /*
2692          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2693          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2694          */
2695         do {
2696                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2697         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2698
2699         props = fnvlist_alloc();
2700         fnvlist_add_uint64(props,
2701             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2702         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL), ==, 0);
2703         fnvlist_free(nvroot);
2704         fnvlist_free(props);
2705
2706         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2707         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2708         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2709
2710         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2711                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2712                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2713         }
2714
2715         spa_upgrade(spa, newversion);
2716         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2717         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2718             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2719         spa_close(spa, FTAG);
2720
2721         strfree(name);
2722         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2723 }
2724
2725 static vdev_t *
2726 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2727 {
2728         vdev_t *mvd;
2729         int c;
2730
2731         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2732                 return (vd);
2733
2734         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2735                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2736                     NULL)
2737                         return (mvd);
2738
2739         return (NULL);
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2744  */
2745 int
2746 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2747 {
2748         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2749         int c;
2750
2751         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2752
2753         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2754                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2755
2756                 if (cvd->vdev_ishole)
2757                         break;
2758         }
2759         return (c);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Verify that vdev_add() works as expected.
2764  */
2765 /* ARGSUSED */
2766 void
2767 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2768 {
2769         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2770         spa_t *spa = ztest_spa;
2771         uint64_t leaves;
2772         uint64_t guid;
2773         nvlist_t *nvroot;
2774         int error;
2775
2776         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2777         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2778
2779         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2780
2781         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2782
2783         /*
2784          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2785          */
2786         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2787                 /*
2788                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2789                  */
2790                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2791
2792                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2793
2794                 /*
2795                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2796                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2797                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2798                  * grab a reference on the dataset which may cause
2799                  * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
2800                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2801                  */
2802                 rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2803                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2804                 rw_unlock(&ztest_name_lock);
2805
2806                 if (error && error != EEXIST)
2807                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2808         } else {
2809                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2810
2811                 /*
2812                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2813                  */
2814                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2815                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2816                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2817                     zs->zs_mirrors, 1);
2818
2819                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2820                 nvlist_free(nvroot);
2821
2822                 if (error == ENOSPC)
2823                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2824                 else if (error != 0)
2825                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2826         }
2827
2828         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2833  */
2834 /* ARGSUSED */
2835 void
2836 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2837 {
2838         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2839         spa_t *spa = ztest_spa;
2840         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2841         spa_aux_vdev_t *sav;
2842         char *aux;
2843         char *path;
2844         uint64_t guid = 0;
2845         int error;
2846
2847         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2848
2849         if (ztest_random(2) == 0) {
2850                 sav = &spa->spa_spares;
2851                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2852         } else {
2853                 sav = &spa->spa_l2cache;
2854                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2855         }
2856
2857         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2858
2859         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2860
2861         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2862                 /*
2863                  * Pick a random device to remove.
2864                  */
2865                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2866         } else {
2867                 /*
2868                  * Find an unused device we can add.
2869                  */
2870                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2871                 for (;;) {
2872                         int c;
2873                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN, ztest_aux_template,
2874                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2875                             zs->zs_vdev_aux);
2876                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2877                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2878                                     path) == 0)
2879                                         break;
2880                         if (c == sav->sav_count &&
2881                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2882                                 break;
2883                         zs->zs_vdev_aux++;
2884                 }
2885         }
2886
2887         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2888
2889         if (guid == 0) {
2890                 /*
2891                  * Add a new device.
2892                  */
2893                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2894                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2895                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2896                 if (error != 0)
2897                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2898                 nvlist_free(nvroot);
2899         } else {
2900                 /*
2901                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2902                  * vdev state first to make sure we handle removal
2903                  * of devices that have pending state changes.
2904                  */
2905                 if (ztest_random(2) == 0)
2906                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2907
2908                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2909                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2910                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2911         }
2912
2913         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2914
2915         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2916 }
2917
2918 /*
2919  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2920  */
2921 /* ARGSUSED */
2922 void
2923 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2924 {
2925         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2926         spa_t *spa = ztest_spa;
2927         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2928         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2929         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2930         int error = 0;
2931
2932         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2933
2934         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2935         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2936                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2937                 return;
2938         }
2939
2940         /* clean up the old pool, if any */
2941         (void) spa_destroy("splitp");
2942
2943         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2944
2945         /* generate a config from the existing config */
2946         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2947         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2948             &tree) == 0);
2949         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2950
2951         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2952             &children) == 0);
2953
2954         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2955         for (c = 0; c < children; c++) {
2956                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2957                 nvlist_t **mchild;
2958                 uint_t mchildren;
2959
2960                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2961                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2962                             0) == 0);
2963                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2964                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2965                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2966                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2967                         if (lastlogid == 0)
2968                                 lastlogid = schildren;
2969                         ++schildren;
2970                         continue;
2971                 }
2972                 lastlogid = 0;
2973                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2974                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2975                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2976         }
2977
2978         /* OK, create a config that can be used to split */
2979         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2980         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2981             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2982         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2983             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2984
2985         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2986         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2987
2988         for (c = 0; c < schildren; c++)
2989                 nvlist_free(schild[c]);
2990         free(schild);
2991         nvlist_free(split);
2992
2993         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2994
2995         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2996         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2997         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2998
2999         nvlist_free(config);
3000
3001         if (error == 0) {
3002                 (void) printf("successful split - results:\n");
3003                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3004                 show_pool_stats(spa);
3005                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
3006                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3007                 ++zs->zs_splits;
3008                 --zs->zs_mirrors;
3009         }
3010         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3011
3012 }
3013
3014 /*
3015  * Verify that we can attach and detach devices.
3016  */
3017 /* ARGSUSED */
3018 void
3019 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3020 {
3021         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3022         spa_t *spa = ztest_spa;
3023         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
3024         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
3025         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
3026         nvlist_t *root;
3027         uint64_t leaves;
3028         uint64_t leaf, top;
3029         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
3030         uint64_t oldguid, pguid;
3031         uint64_t oldsize, newsize;
3032         char *oldpath, *newpath;
3033         int replacing;
3034         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
3035         int newvd_is_spare = B_FALSE;
3036         int oldvd_is_log;
3037         int error, expected_error;
3038
3039         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3040         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
3041
3042         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3043         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
3044
3045         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3046
3047         /*
3048          * Decide whether to do an attach or a replace.
3049          */
3050         replacing = ztest_random(2);
3051
3052         /*
3053          * Pick a random top-level vdev.
3054          */
3055         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3056
3057         /*
3058          * Pick a random leaf within it.
3059          */
3060         leaf = ztest_random(leaves);
3061
3062         /*
3063          * Locate this vdev.
3064          */
3065         oldvd = rvd->vdev_child[top];
3066         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
3067                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
3068                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
3069                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
3070         }
3071         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
3072                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
3073                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
3074                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
3075         }
3076
3077         /*
3078          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
3079          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
3080          */
3081         while (oldvd->vdev_children != 0) {
3082                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
3083                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
3084                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
3085         }
3086
3087         oldguid = oldvd->vdev_guid;
3088         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
3089         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
3090         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
3091         pvd = oldvd->vdev_parent;
3092         pguid = pvd->vdev_guid;
3093
3094         /*
3095          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
3096          */
3097         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
3098                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3099                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
3100                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
3101                     error != ENOTSUP)
3102                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
3103                 goto out;
3104         }
3105
3106         /*
3107          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
3108          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
3109          */
3110         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
3111                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3112                 newvd_is_spare = B_TRUE;
3113                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
3114         } else {
3115                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
3116                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
3117                     top * leaves + leaf);
3118                 if (ztest_random(2) == 0)
3119                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
3120                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
3121         }
3122
3123         if (newvd) {
3124                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
3125         } else {
3126                 /*
3127                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
3128                  * If it's smaller, the attach should fail.
3129                  * If it's larger, and we're doing a replace,
3130                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
3131                  */
3132                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
3133         }
3134
3135         /*
3136          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
3137          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
3138          *
3139          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
3140          *
3141          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
3142          */
3143         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
3144             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
3145             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
3146             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
3147                 expected_error = ENOTSUP;
3148         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
3149                 expected_error = ENOTSUP;
3150         else if (newvd == oldvd)
3151                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
3152         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
3153                 expected_error = EBUSY;
3154         else if (newsize < oldsize)
3155                 expected_error = EOVERFLOW;
3156         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
3157                 expected_error = EDOM;
3158         else
3159                 expected_error = 0;
3160
3161         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3162
3163         /*
3164          * Build the nvlist describing newpath.
3165          */
3166         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
3167             ashift, 0, 0, 0, 1);
3168
3169         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
3170
3171         nvlist_free(root);
3172
3173         /*
3174          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
3175          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
3176          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
3177          */
3178         if (expected_error == ENOTSUP &&
3179             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
3180                 expected_error = error;
3181
3182         /*
3183          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
3184          */
3185         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
3186                 expected_error = error;
3187
3188         /* XXX workaround 6690467 */
3189         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
3190                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
3191                     "returned %d, expected %d",
3192                     oldpath, oldsize, newpath,
3193                     newsize, replacing, error, expected_error);
3194         }
3195 out:
3196         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3197
3198         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
3199         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
3200 }
3201
3202 /*
3203  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
3204  */
3205 vdev_t *
3206 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3207 {
3208         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
3209         size_t *newsize = arg;
3210         size_t fsize;
3211         int fd;
3212
3213         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3214         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3215
3216         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
3217                 return (vd);
3218
3219         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3220         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
3221
3222         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3223                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
3224                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
3225         }
3226         (void) close(fd);
3227         return (NULL);
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
3232  */
3233 /* ARGSUSED */
3234 vdev_t *
3235 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
3236 {
3237         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
3238         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
3239         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
3240         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
3241         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
3242         int error;
3243
3244         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
3245         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3246
3247         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
3248         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3249         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
3250         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3251
3252         /*
3253          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
3254          * failed then we abort the expand. The only way to know that
3255          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
3256          */
3257         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3258                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3259                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
3260                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
3261                 }
3262                 return (vd);
3263         }
3264         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
3265
3266         /*
3267          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3268          * still talking to the original vdev. It's possible this
3269          * vdev may have been detached/replaced while we were
3270          * trying to online it.
3271          */
3272         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3273                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3274                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3275                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3276                             "got gen %llu\n",
3277                             (u_longlong_t)guid,
3278                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3279                             (u_longlong_t)generation,
3280                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3281                 }
3282                 return (vd);
3283         }
3284         return (NULL);
3285 }
3286
3287 /*
3288  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3289  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3290  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3291  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3292  * leaf vdev we encounter.
3293  */
3294 vdev_t *
3295 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3296 {
3297         uint_t c;
3298
3299         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3300                 if (func == NULL)
3301                         return (vd);
3302                 else
3303                         return (func(vd, arg));
3304         }
3305
3306         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3307                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3308                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3309                         return (cvd);
3310         }
3311         return (NULL);
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3316  */
3317 /* ARGSUSED */
3318 void
3319 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3320 {
3321         spa_t *spa = ztest_spa;
3322         vdev_t *vd, *tvd;
3323         metaslab_class_t *mc;
3324         metaslab_group_t *mg;
3325         size_t psize, newsize;
3326         uint64_t top;
3327         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3328
3329         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3330         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3331
3332         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3333
3334         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3335         mg = tvd->vdev_mg;
3336         mc = mg->mg_class;
3337         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3338         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3339
3340         /*
3341          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3342          * our top-level device.
3343          */
3344         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3345         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3346         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3347
3348         psize = vd->vdev_psize;
3349
3350         /*
3351          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3352          * original size, and it has a valid psize.
3353          */
3354         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3355             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3356                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3357                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3358                 return;
3359         }
3360         ASSERT(psize > 0);
3361         newsize = psize + psize / 8;
3362         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3363
3364         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3365                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3366                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3367         }
3368
3369         /*
3370          * Growing the vdev is a two step process:
3371          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3372          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3373          */
3374         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3375             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3376             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3377                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3378                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3379                             "the vdev configuration changed.\n");
3380                 }
3381                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3382                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3383                 return;
3384         }
3385
3386         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3387
3388         /*
3389          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3390          * thus we must wait for the async thread to complete any
3391          * pending tasks before proceeding.
3392          */
3393         for (;;) {
3394                 boolean_t done;
3395                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3396                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3397                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3398                 if (done)
3399                         break;
3400                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3401                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3402         }
3403
3404         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3405
3406         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3407         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3408         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3409
3410         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3411                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3412                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3413                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3414                 }
3415                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3416                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3417                 return;
3418         }
3419
3420         /*
3421          * Make sure we were able to grow the vdev.
3422          */
3423         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3424                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3425                     old_ms_count, new_ms_count);
3426
3427         /*
3428          * Make sure we were able to grow the pool.
3429          */
3430         if (new_class_space <= old_class_space)
3431                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3432                     old_class_space, new_class_space);
3433
3434         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3435                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3436
3437                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3438                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3439                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3440                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3441         }
3442
3443         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3444         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3445 }
3446
3447 /*
3448  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3449  */
3450 /* ARGSUSED */
3451 static void
3452 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3453 {
3454         /*
3455          * Create the objects common to all ztest datasets.
3456          */
3457         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3458             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3459 }
3460
3461 static int
3462 ztest_dataset_create(char *dsname)
3463 {
3464         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3465         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3466             ztest_objset_create_cb, NULL);
3467
3468         if (err || zilset < 80)
3469                 return (err);
3470
3471         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3472                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3473         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3474             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3475 }
3476
3477 /* ARGSUSED */
3478 static int
3479 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3480 {
3481         objset_t *os;
3482         dmu_object_info_t doi;
3483         int error;
3484
3485         /*
3486          * Verify that the dataset contains a directory object.
3487          */
3488         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3489         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3490         if (error != ENOENT) {
3491                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3492                 ASSERT0(error);
3493                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3494                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3495         }
3496         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3497
3498         /*
3499          * Destroy the dataset.
3500          */
3501         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3502                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_TRUE));
3503         } else {
3504                 error = dsl_destroy_head(name);
3505                 /* There could be a hold on this dataset */
3506                 if (error != EBUSY)
3507                         ASSERT0(error);
3508         }
3509         return (0);
3510 }
3511
3512 static boolean_t
3513 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3514 {
3515         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3516         int error;
3517
3518         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3519
3520         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3521         if (error == ENOSPC) {
3522                 ztest_record_enospc(FTAG);
3523                 return (B_FALSE);
3524         }
3525         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3526                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3527                     snapname, error);
3528         }
3529         return (B_TRUE);
3530 }
3531
3532 static boolean_t
3533 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3534 {
3535         char snapname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3536         int error;
3537
3538         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%s@%llu", osname,
3539             (u_longlong_t)id);
3540
3541         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3542         if (error != 0 && error != ENOENT)
3543                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3544         return (B_TRUE);
3545 }
3546
3547 /* ARGSUSED */
3548 void
3549 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3550 {
3551         ztest_ds_t *zdtmp;
3552         int iters;
3553         int error;
3554         objset_t *os, *os2;
3555         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
3556         zilog_t *zilog;
3557         int i;
3558
3559         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3560
3561         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3562
3563         (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s/temp_%llu",
3564             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3565
3566         /*
3567          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3568          * half of the time.  If we don't replay it, then dsl_destroy_head()
3569          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3570          */
3571         if (ztest_random(2) == 0 &&
3572             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3573                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3574                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3575                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3576                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3577         }
3578
3579         /*
3580          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3581          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3582          * and all of its snapshots.
3583          */
3584         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3585             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3586
3587         /*
3588          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3589          */
3590         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3591             FTAG, &os));
3592
3593         /*
3594          * Verify that we can create a new dataset.
3595          */
3596         error = ztest_dataset_create(name);
3597         if (error) {
3598                 if (error == ENOSPC) {
3599                         ztest_record_enospc(FTAG);
3600                         goto out;
3601                 }
3602                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3603         }
3604
3605         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3606
3607         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3608
3609         /*
3610          * Open the intent log for it.
3611          */
3612         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3613
3614         /*
3615          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3616          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3617          */
3618         iters = ztest_random(5);
3619         for (i = 0; i < iters; i++) {
3620                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3621                 if (ztest_random(iters) == 0)
3622                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3623         }
3624
3625         /*
3626          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3627          */
3628         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3629             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3630
3631         /*
3632          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3633          */
3634         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3635         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3636
3637         /*
3638          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3639          */
3640         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3641             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3642
3643         zil_close(zilog);
3644         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3645         ztest_zd_fini(zdtmp);
3646 out:
3647         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3648
3649         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3650 }
3651
3652 /*
3653  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3654  */
3655 void
3656 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3657 {
3658         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3659         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3660         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3661         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3662 }
3663
3664 /*
3665  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3666  */
3667 void
3668 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3669 {
3670         char *snap1name;
3671         char *clone1name;
3672         char *snap2name;
3673         char *clone2name;
3674         char *snap3name;
3675         int error;
3676
3677         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3678         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3679         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3680         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3681         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3682
3683         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3684             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3685         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3686             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3687         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3688             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3689         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3690             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3691         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3692             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3693
3694         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3695         if (error && error != ENOENT)
3696                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3697         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3698         if (error && error != ENOENT)
3699                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3700         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3701         if (error && error != ENOENT)
3702                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3703         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3704         if (error && error != ENOENT)
3705                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3706         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3707         if (error && error != ENOENT)
3708                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3709
3710         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3711         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3712         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3713         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3714         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3719  */
3720 void
3721 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3722 {
3723         objset_t *os;
3724         char *snap1name;
3725         char *clone1name;
3726         char *snap2name;
3727         char *clone2name;
3728         char *snap3name;
3729         char *osname = zd->zd_name;
3730         int error;
3731
3732         snap1name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3733         clone1name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3734         snap2name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3735         clone2name = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3736         snap3name  = umem_alloc(ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, UMEM_NOFAIL);
3737
3738         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3739
3740         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3741
3742         (void) snprintf(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3743             "%s@s1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3744         (void) snprintf(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3745             "%s/c1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3746         (void) snprintf(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3747             "%s@s2_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3748         (void) snprintf(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3749             "%s/c2_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
3750         (void) snprintf(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
3751             "%s@s3_%llu", clone1name, (u_longlong_t)id);
3752
3753         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3754         if (error && error != EEXIST) {
3755                 if (error == ENOSPC) {
3756                         ztest_record_enospc(FTAG);
3757                         goto out;
3758                 }
3759                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3760         }
3761
3762         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3763         if (error) {
3764                 if (error == ENOSPC) {
3765                         ztest_record_enospc(FTAG);
3766                         goto out;
3767                 }
3768                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3769         }
3770
3771         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3772         if (error && error != EEXIST) {
3773                 if (error == ENOSPC) {
3774                         ztest_record_enospc(FTAG);
3775                         goto out;
3776                 }
3777                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3778         }
3779
3780         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3781         if (error && error != EEXIST) {
3782                 if (error == ENOSPC) {
3783                         ztest_record_enospc(FTAG);
3784                         goto out;
3785                 }
3786                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3787         }
3788
3789         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3790         if (error) {
3791                 if (error == ENOSPC) {
3792                         ztest_record_enospc(FTAG);
3793                         goto out;
3794                 }
3795                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3796         }
3797
3798         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3799         if (error)
3800                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3801         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3802         if (error == ENOSPC) {
3803                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3804                 ztest_record_enospc(FTAG);
3805                 goto out;
3806         }
3807         if (error != EBUSY)
3808                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3809                     error);
3810         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3811
3812 out:
3813         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3814
3815         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3816
3817         umem_free(snap1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3818         umem_free(clone1name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3819         umem_free(snap2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3820         umem_free(clone2name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3821         umem_free(snap3name, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
3822 }
3823
3824 #undef OD_ARRAY_SIZE
3825 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3826
3827 /*
3828  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3829  */
3830 void
3831 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3832 {
3833         ztest_od_t *od;
3834         int batchsize;
3835         int size;
3836         int b;
3837
3838         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3839         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3840         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3841
3842         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3843                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER,
3844                     0, 0, 0);
3845
3846         /*
3847          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3848          * and do some I/O on the new objects.
3849          */
3850         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3851                 return;
3852
3853         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3854                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3855                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3856
3857         umem_free(od, size);
3858 }
3859
3860 #undef OD_ARRAY_SIZE
3861 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3862
3863 /*
3864  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3865  */
3866 void
3867 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3868 {
3869         int size;
3870         ztest_od_t *od;
3871
3872         objset_t *os = zd->zd_os;
3873         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3874         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3875         dmu_tx_t *tx;
3876         int i, freeit, error;
3877         uint64_t n, s, txg;
3878         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3879         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3880         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3881         uint64_t regions = 997;
3882         uint64_t stride = 123456789ULL;
3883         uint64_t width = 40;
3884         int free_percent = 5;
3885
3886         /*
3887          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3888          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3889          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3890          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3891          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3892          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3893          *
3894          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3895          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3896          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3897          *
3898          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3899          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3900          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3901          *
3902          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3903          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3904          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3905          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3906          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3907          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3908          */
3909
3910         /*
3911          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3912          */
3913         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, chunksize);
3914         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
3915             chunksize);
3916
3917         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3918                 umem_free(od, size);
3919                 return;
3920         }
3921
3922         bigobj = od[0].od_object;
3923         packobj = od[1].od_object;
3924         chunksize = od[0].od_gen;
3925         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3926
3927         /*
3928          * Prefetch a random chunk of the big object.
3929          * Our aim here is to get some async reads in flight
3930          * for blocks that we may free below; the DMU should
3931          * handle this race correctly.
3932          */
3933         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3934         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3935         dmu_prefetch(os, bigobj, 0, n * chunksize, s * chunksize,
3936             ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
3937
3938         /*
3939          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3940          */
3941         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3942         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3943
3944         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3945         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3946
3947         bigoff = n * chunksize;
3948         bigsize = s * chunksize;
3949
3950         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3951         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3952
3953         /*
3954          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3955          * overwriting it.
3956          */
3957         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3958
3959         /*
3960          * Read the current contents of our objects.
3961          */
3962         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3963             DMU_READ_PREFETCH);
3964         ASSERT0(error);
3965         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3966             DMU_READ_PREFETCH);
3967         ASSERT0(error);
3968
3969         /*
3970          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3971          */
3972         tx = dmu_tx_create(os);
3973
3974         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3975
3976         if (freeit)
3977                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3978         else
3979                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3980
3981         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3982         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3983
3984         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3985         if (txg == 0) {
3986                 umem_free(packbuf, packsize);
3987                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3988                 umem_free(od, size);
3989                 return;
3990         }
3991
3992         enum zio_checksum cksum;
3993         do {
3994                 cksum = (enum zio_checksum)
3995                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3996         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3997         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3998
3999         enum zio_compress comp;
4000         do {
4001                 comp = (enum zio_compress)
4002                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
4003         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
4004         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
4005
4006         /*
4007          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4008          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4009          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4010          * with the new values we want to write out.
4011          */
4012         for (i = 0; i < s; i++) {
4013                 /* LINTED */
4014                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4015                 /* LINTED */
4016                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4017                 /* LINTED */
4018                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4019
4020                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4021                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4022
4023                 if (pack->bw_txg > txg)
4024                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4025                             pack->bw_txg, txg);
4026
4027                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4028                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4029                             pack->bw_index, n, i);
4030
4031                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4032                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4033
4034                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4035                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4036
4037                 if (freeit) {
4038                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
4039                 } else {
4040                         pack->bw_index = n + i;
4041                         pack->bw_txg = txg;
4042                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4043                 }
4044                 *bigH = *pack;
4045                 *bigT = *pack;
4046         }
4047
4048         /*
4049          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4050          * Now write them out.
4051          */
4052         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4053
4054         if (freeit) {
4055                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4056                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
4057                             " txg %llx\n",
4058                             (u_longlong_t)bigoff,
4059                             (u_longlong_t)bigsize,
4060                             (u_longlong_t)txg);
4061                 }
4062                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
4063         } else {
4064                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4065                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4066                             " txg %llx\n",
4067                             (u_longlong_t)bigoff,
4068                             (u_longlong_t)bigsize,
4069                             (u_longlong_t)txg);
4070                 }
4071                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
4072         }
4073
4074         dmu_tx_commit(tx);
4075
4076         /*
4077          * Sanity check the stuff we just wrote.
4078          */
4079         {
4080                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4081                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4082
4083                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4084                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4085                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4086                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4087
4088                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4089                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4090
4091                 umem_free(packcheck, packsize);
4092                 umem_free(bigcheck, bigsize);
4093         }
4094
4095         umem_free(packbuf, packsize);
4096         umem_free(bigbuf, bigsize);
4097         umem_free(od, size);
4098 }
4099
4100 void
4101 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
4102     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
4103 {
4104         uint64_t i;
4105         bufwad_t *pack;
4106         bufwad_t *bigH;
4107         bufwad_t *bigT;
4108
4109         /*
4110          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
4111          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
4112          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
4113          * with the new values we want to write out.
4114          */
4115         for (i = 0; i < s; i++) {
4116                 /* LINTED */
4117                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
4118                 /* LINTED */
4119                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
4120                 /* LINTED */
4121                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
4122
4123                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4124                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
4125
4126                 if (pack->bw_txg > txg)
4127                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
4128                             pack->bw_txg, txg);
4129
4130                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
4131                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
4132                             pack->bw_index, n, i);
4133
4134                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4135                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
4136
4137                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
4138                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
4139
4140                 pack->bw_index = n + i;
4141                 pack->bw_txg = txg;
4142                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
4143
4144                 *bigH = *pack;
4145                 *bigT = *pack;
4146         }
4147 }
4148
4149 #undef OD_ARRAY_SIZE
4150 #define OD_ARRAY_SIZE   2
4151
4152 void
4153 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4154 {
4155         objset_t *os = zd->zd_os;
4156         ztest_od_t *od;
4157         dmu_tx_t *tx;
4158         uint64_t i;
4159         int error;
4160         int size;
4161         uint64_t n, s, txg;
4162         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
4163         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
4164         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4165         uint64_t chunksize = blocksize;
4166         uint64_t regions = 997;
4167         uint64_t stride = 123456789ULL;
4168         uint64_t width = 9;
4169         dmu_buf_t *bonus_db;
4170         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
4171         dmu_object_info_t doi;
4172
4173         size = sizeof (ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
4174         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
4175
4176         /*
4177          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
4178          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
4179          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
4180          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
4181          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
4182          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
4183          *
4184          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
4185          *      bigobj, at the head of the nth chunk
4186          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
4187          *
4188          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
4189          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
4190          */
4191
4192         /*
4193          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
4194          */
4195         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4196         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0,
4197             chunksize);
4198
4199
4200         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
4201                 umem_free(od, size);
4202                 return;
4203         }
4204
4205         bigobj = od[0].od_object;
4206         packobj = od[1].od_object;
4207         blocksize = od[0].od_blocksize;
4208         chunksize = blocksize;
4209         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
4210
4211         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
4212         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
4213         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
4214         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
4215
4216         /*
4217          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
4218          */
4219         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
4220         s = 1 + ztest_random(width - 1);
4221
4222         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
4223         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
4224
4225         bigoff = n * chunksize;
4226         bigsize = s * chunksize;
4227
4228         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4229         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4230
4231         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
4232
4233         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
4234
4235         /*
4236          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
4237          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
4238          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
4239          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
4240          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
4241          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
4242          * Iteration 6 one more zcopy write.
4243          */
4244         for (i = 0; i < 7; i++) {
4245                 uint64_t j;
4246                 uint64_t off;
4247
4248                 /*
4249                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
4250                  * that don't match bigobj blksz to test
4251                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
4252                  * assign an arcbuf to a dbuf.
4253                  */
4254                 for (j = 0; j < s; j++) {
4255                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4256                                 bigbuf_arcbufs[j] =
4257                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
4258                         } else {
4259                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
4260                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4261                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
4262                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
4263                         }
4264                 }
4265
4266                 /*
4267                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
4268                  */
4269                 tx = dmu_tx_create(os);
4270
4271                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
4272                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
4273
4274                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4275                 if (txg == 0) {
4276                         umem_free(packbuf, packsize);
4277                         umem_free(bigbuf, bigsize);
4278                         for (j = 0; j < s; j++) {
4279                                 if (i != 5 ||
4280                                     chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4281                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
4282                                 } else {
4283                                         dmu_return_arcbuf(
4284                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
4285                                         dmu_return_arcbuf(
4286                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
4287                                 }
4288                         }
4289                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4290                         umem_free(od, size);
4291                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4292                         return;
4293                 }
4294
4295                 /*
4296                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
4297                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
4298                  * existing dbufs for the specified offsets.
4299                  */
4300                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4301                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4302                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4303                         ASSERT0(error);
4304                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4305                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4306                         ASSERT0(error);
4307                 }
4308                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4309                     n, chunksize, txg);
4310
4311                 /*
4312                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4313                  * Now write them out.
4314                  */
4315                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4316                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4317                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4318                             " txg %llx\n",
4319                             (u_longlong_t)bigoff,
4320                             (u_longlong_t)bigsize,
4321                             (u_longlong_t)txg);
4322                 }
4323                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4324                         dmu_buf_t *dbt;
4325                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4326                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4327                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4328                         } else {
4329                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4330                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4331                                     chunksize / 2);
4332                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4333                                     chunksize / 2,
4334                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4335                                     chunksize / 2);
4336                         }
4337
4338                         if (i == 1) {
4339                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4340                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4341                         }
4342                         if (i != 5 || chunksize < (SPA_MINBLOCKSIZE * 2)) {
4343                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4344                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4345                         } else {
4346                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4347                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4348                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4349                                     off + chunksize / 2,
4350                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4351                         }
4352                         if (i == 1) {
4353                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4354                         }
4355                 }
4356                 dmu_tx_commit(tx);
4357
4358                 /*
4359                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4360                  */
4361                 {
4362                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4363                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4364
4365                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4366                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4367                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4368                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4369
4370                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4371                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4372
4373                         umem_free(packcheck, packsize);
4374                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4375                 }
4376                 if (i == 2) {
4377                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4378                 } else if (i == 3) {
4379                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4380                 }
4381         }
4382
4383         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4384         umem_free(packbuf, packsize);
4385         umem_free(bigbuf, bigsize);
4386         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4387         umem_free(od, size);
4388 }
4389
4390 /* ARGSUSED */
4391 void
4392 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4393 {
4394         ztest_od_t *od;
4395
4396         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4397         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4398             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4399
4400         /*
4401          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4402          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4403          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4404          */
4405         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4406
4407         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4408                 return;
4409
4410         while (ztest_random(10) != 0)
4411                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4412
4413         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4414 }
4415
4416 void
4417 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4418 {
4419         ztest_od_t *od;
4420         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4421             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4422         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4423         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4424         void *data;
4425
4426         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4427
4428         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
4429
4430         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4431             !ztest_random(2)) != 0) {
4432                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4433                 return;
4434         }
4435
4436         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4437                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4438                 return;
4439         }
4440
4441         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4442
4443         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4444
4445         while (ztest_random(count) != 0) {
4446                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4447                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4448                     data) != 0)
4449                         break;
4450                 while (ztest_random(4) != 0)
4451                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4452         }
4453
4454         umem_free(data, blocksize);
4455         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4456 }
4457
4458 /*
4459  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4460  */
4461 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4462 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4463 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4464
4465 void
4466 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4467 {
4468         objset_t *os = zd->zd_os;
4469         ztest_od_t *od;
4470         uint64_t object;
4471         uint64_t txg, last_txg;
4472         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4473         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4474         int i, ints;
4475         dmu_tx_t *tx;
4476         char propname[100], txgname[100];
4477         int error;
4478         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4479
4480         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4481         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4482
4483         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4484             !ztest_random(2)) != 0)
4485                 goto out;
4486
4487         object = od->od_object;
4488
4489         /*
4490          * Generate a known hash collision, and verify that
4491          * we can lookup and remove both entries.
4492          */
4493         tx = dmu_tx_create(os);
4494         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4495         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4496         if (txg == 0)
4497                 goto out;
4498         for (i = 0; i < 2; i++) {
4499                 value[i] = i;
4500                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4501                     1, &value[i], tx));
4502         }
4503         for (i = 0; i < 2; i++) {
4504                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4505                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4506                 VERIFY3U(0, ==,
4507                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4508                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4509                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4510         }
4511         for (i = 0; i < 2; i++) {
4512                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4513         }
4514         dmu_tx_commit(tx);
4515
4516         /*
4517          * Generate a buch of random entries.
4518          */
4519         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4520
4521         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4522         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4523         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4524         bzero(value, sizeof (value));
4525         last_txg = 0;
4526
4527         /*
4528          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4529          */
4530         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4531         if (error == 0) {
4532                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4533                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4534
4535                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4536                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4537
4538                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4539                     &zl_ints) == 0);
4540
4541                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4542                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4543
4544                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4545                     zl_ints, value) == 0);
4546
4547                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4548                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4549                 }
4550         } else {
4551                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4552         }
4553
4554         /*
4555          * Atomically update two entries in our zap object.
4556          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4557          * in which the property was last updated.  The second
4558          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4559          * should be txg + object + n.
4560          */
4561         tx = dmu_tx_create(os);
4562         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4563         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4564         if (txg == 0)
4565                 goto out;
4566
4567         if (last_txg > txg)
4568                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4569
4570         for (i = 0; i < ints; i++)
4571                 value[i] = txg + object + i;
4572
4573         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4574             1, &txg, tx));
4575         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4576             ints, value, tx));
4577
4578         dmu_tx_commit(tx);
4579
4580         /*
4581          * Remove a random pair of entries.
4582          */
4583         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4584         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4585         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4586
4587         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4588
4589         if (error == ENOENT)
4590                 goto out;
4591
4592         ASSERT0(error);
4593
4594         tx = dmu_tx_create(os);
4595         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4596         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4597         if (txg == 0)
4598                 goto out;
4599         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4600         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4601         dmu_tx_commit(tx);
4602 out:
4603         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4604 }
4605
4606 /*
4607  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4608  */
4609 void
4610 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4611 {
4612         objset_t *os = zd->zd_os;
4613         ztest_od_t *od;
4614         uint64_t object, txg;
4615         int i;
4616
4617         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4618         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4619
4620         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4621             !ztest_random(2)) != 0)
4622                 goto out;
4623         object = od->od_object;
4624
4625         /*
4626          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4627          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4628          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4629          */
4630         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4631                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
4632                 uint64_t value = i;
4633                 dmu_tx_t *tx;
4634                 int error;
4635
4636                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4637                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4638
4639                 tx = dmu_tx_create(os);
4640                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4641                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4642                 if (txg == 0)
4643                         goto out;
4644                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4645                     &value, tx);
4646                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4647                 dmu_tx_commit(tx);
4648         }
4649 out:
4650         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4651 }
4652
4653 /* ARGSUSED */
4654 void
4655 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4656 {
4657         objset_t *os = zd->zd_os;
4658         ztest_od_t *od;
4659         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4660         dmu_tx_t *tx;
4661         int i, namelen, error;
4662         int micro = ztest_random(2);
4663         char name[20], string_value[20];
4664         void *data;
4665
4666         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4667         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0, 0);
4668
4669         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4670                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4671                 return;
4672         }
4673
4674         object = od->od_object;
4675
4676         /*
4677          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4678          * x is a random printable character and the dots are dots.
4679          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4680          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4681          */
4682         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4683
4684         for (i = 0; i < 3; i++)
4685                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4686         for (; i < namelen - 1; i++)
4687                 name[i] = '.';
4688         name[i] = '\0';
4689
4690         if ((namelen & 1) || micro) {
4691                 wsize = sizeof (txg);
4692                 wc = 1;
4693                 data = &txg;
4694         } else {
4695                 wsize = 1;
4696                 wc = namelen;
4697                 data = string_value;
4698         }
4699
4700         count = -1ULL;
4701         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4702         ASSERT(count != -1ULL);
4703
4704         /*
4705          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4706          */
4707         i = ztest_random(5);
4708
4709         if (i >= 2) {
4710                 tx = dmu_tx_create(os);
4711                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4712                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4713                 if (txg == 0) {
4714                         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4715                         return;
4716                 }
4717                 bcopy(name, string_value, namelen);
4718         } else {
4719                 tx = NULL;
4720                 txg = 0;
4721                 bzero(string_value, namelen);
4722         }
4723
4724         switch (i) {
4725
4726         case 0:
4727                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4728                 if (error == 0) {
4729                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4730                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4731                 } else {
4732                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4733                 }
4734                 break;
4735
4736         case 1:
4737                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4738                 if (error == 0) {
4739                         if (data == string_value &&
4740                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4741                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4742                                     name, data, namelen);
4743                 } else {
4744                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4745                 }
4746                 break;
4747
4748         case 2:
4749                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4750                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4751                 break;
4752
4753         case 3:
4754                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4755                 break;
4756
4757         case 4:
4758                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4759                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4760                 break;
4761         }
4762
4763         if (tx != NULL)
4764                 dmu_tx_commit(tx);
4765
4766         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4767 }
4768
4769 /*
4770  * Commit callback data.
4771  */
4772 typedef struct ztest_cb_data {
4773         list_node_t             zcd_node;
4774         uint64_t                zcd_txg;
4775         int                     zcd_expected_err;
4776         boolean_t               zcd_added;
4777         boolean_t               zcd_called;
4778         spa_t                   *zcd_spa;
4779 } ztest_cb_data_t;
4780
4781 /* This is the actual commit callback function */
4782 static void
4783 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4784 {
4785         ztest_cb_data_t *data = arg;
4786         uint64_t synced_txg;
4787
4788         VERIFY(data != NULL);
4789         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4790         VERIFY(!data->zcd_called);
4791
4792         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4793         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4794                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4795                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4796                     synced_txg);
4797
4798         data->zcd_called = B_TRUE;
4799
4800         if (error == ECANCELED) {
4801                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4802                 ASSERT(!data->zcd_added);
4803
4804                 /*
4805                  * The private callback data should be destroyed here, but
4806                  * since we are going to check the zcd_called field after
4807                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4808                  */
4809                 return;
4810         }
4811
4812         ASSERT(data->zcd_added);
4813         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4814
4815         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4816
4817         /* See if this cb was called more quickly */
4818         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4819                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4820
4821         /* Remove our callback from the list */
4822         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4823
4824         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4825
4826         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4827 }
4828
4829 /* Allocate and initialize callback data structure */
4830 static ztest_cb_data_t *
4831 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4832 {
4833         ztest_cb_data_t *cb_data;
4834
4835         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4836
4837         cb_data->zcd_txg = txg;
4838         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4839         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4840
4841         return (cb_data);
4842 }
4843
4844 /*
4845  * Commit callback test.
4846  */
4847 void
4848 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4849 {
4850         objset_t *os = zd->zd_os;
4851         ztest_od_t *od;
4852         dmu_tx_t *tx;
4853         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4854         uint64_t old_txg, txg;
4855         int i, error = 0;
4856
4857         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4858         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
4859
4860         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4861                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4862                 return;
4863         }
4864
4865         tx = dmu_tx_create(os);
4866
4867         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4868         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4869
4870         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4871
4872         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4873         if (ztest_random(100) == 0)
4874                 error = -1;
4875
4876         if (!error)
4877                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4878
4879         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4880
4881         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4882         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4883         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4884
4885         if (error) {
4886                 /*
4887                  * It's not a strict requirement to call the registered
4888                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4889                  * it's supposed to happen in the current implementation
4890                  * so we will check for that.
4891                  */
4892                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4893                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4894                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4895                 }
4896
4897                 dmu_tx_abort(tx);
4898
4899                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4900                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4901                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4902                 }
4903
4904                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4905                 return;
4906         }
4907
4908         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4909         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4910
4911         /*
4912          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4913          */
4914         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4915             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4916
4917         if (old_txg > txg)
4918                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4919                     old_txg, txg);
4920
4921         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4922
4923         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4924
4925         /*
4926          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4927          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4928          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4929          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4930          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4931          * implementation.
4932          *
4933          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4934          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4935          * implementation bug..
4936          */
4937         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4938         if (tmp_cb != NULL &&
4939             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4940                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4941                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4942         }
4943
4944         /*
4945          * Let's find the place to insert our callbacks.
4946          *
4947          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4948          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4949          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4950          * (from other objsets) may have sneaked in.
4951          */
4952         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4953         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4954                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4955
4956         /* Add the 3 callbacks to the list */
4957         for (i = 0; i < 3; i++) {
4958                 if (tmp_cb == NULL)
4959                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4960                 else
4961                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4962                             cb_data[i]);
4963
4964                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4965                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4966
4967                 tmp_cb = cb_data[i];
4968         }
4969
4970         zc_cb_counter += 3;
4971
4972         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4973
4974         dmu_tx_commit(tx);
4975
4976         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
4977 }
4978
4979 /*
4980  * Visit each object in the dataset. Verify that its properties
4981  * are consistent what was stored in the block tag when it was created,
4982  * and that its unused bonus buffer space has not been overwritten.
4983  */
4984 void
4985 ztest_verify_dnode_bt(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4986 {
4987         objset_t *os = zd->zd_os;
4988         uint64_t obj;
4989         int err = 0;
4990
4991         for (obj = 0; err == 0; err = dmu_object_next(os, &obj, FALSE, 0)) {
4992                 ztest_block_tag_t *bt = NULL;
4993                 dmu_object_info_t doi;
4994                 dmu_buf_t *db;
4995
4996                 if (dmu_bonus_hold(os, obj, FTAG, &db) != 0)
4997                         continue;
4998
4999                 dmu_object_info_from_db(db, &doi);
5000                 if (doi.doi_bonus_size >= sizeof (*bt))
5001                         bt = ztest_bt_bonus(db);
5002
5003                 if (bt && bt->bt_magic == BT_MAGIC) {
5004                         ztest_bt_verify(bt, os, obj, doi.doi_dnodesize,
5005                             bt->bt_offset, bt->bt_gen, bt->bt_txg,
5006                             bt->bt_crtxg);
5007                         ztest_verify_unused_bonus(db, bt, obj, os, bt->bt_gen);
5008                 }
5009
5010                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5011         }
5012 }
5013
5014 /* ARGSUSED */
5015 void
5016 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5017 {
5018         zfs_prop_t proplist[] = {
5019                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
5020                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
5021                 ZFS_PROP_COPIES,
5022                 ZFS_PROP_DEDUP
5023         };
5024         int p;
5025
5026         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5027
5028         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
5029                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
5030                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
5031
5032         VERIFY0(ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_RECORDSIZE,
5033             ztest_random_blocksize(), (int)ztest_random(2)));
5034
5035         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5036 }
5037
5038 /* ARGSUSED */
5039 void
5040 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5041 {
5042         nvlist_t *props = NULL;
5043
5044         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5045
5046         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
5047             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
5048
5049         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
5050
5051         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5052                 dump_nvlist(props, 4);
5053
5054         nvlist_free(props);
5055
5056         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5057 }
5058
5059 static int
5060 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
5061 {
5062         nvlist_t *snaps, *holds;
5063         int error;
5064
5065         snaps = fnvlist_alloc();
5066         holds = fnvlist_alloc();
5067         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
5068         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
5069         fnvlist_free(holds);
5070         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
5071         fnvlist_free(snaps);
5072         return (error);
5073 }
5074
5075 /*
5076  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
5077  */
5078 void
5079 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5080 {
5081         int error;
5082         objset_t *os = zd->zd_os;
5083         objset_t *origin;
5084         char snapname[100];
5085         char fullname[100];
5086         char clonename[100];
5087         char tag[100];
5088         char osname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
5089         nvlist_t *holds;
5090
5091         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5092
5093         dmu_objset_name(os, osname);
5094
5095         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu",
5096             (u_longlong_t)id);
5097         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
5098         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
5099             "%s/ch1_%llu", osname, (u_longlong_t)id);
5100         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
5101
5102         /*
5103          * Clean up from any previous run.
5104          */
5105         error = dsl_destroy_head(clonename);
5106         if (error != ENOENT)
5107                 ASSERT0(error);
5108         error = user_release_one(fullname, tag);
5109         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
5110                 ASSERT0(error);
5111         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5112         if (error != ENOENT)
5113                 ASSERT0(error);
5114
5115         /*
5116          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
5117          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
5118          */
5119         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5120         if (error) {
5121                 if (error == ENOSPC) {
5122                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5123                         goto out;
5124                 }
5125                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5126         }
5127
5128         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
5129         if (error) {
5130                 if (error == ENOSPC) {
5131                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
5132                         goto out;
5133                 }
5134                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
5135         }
5136
5137         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5138         if (error) {
5139                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5140                     fullname, error);
5141         }
5142
5143         error = dsl_destroy_head(clonename);
5144         if (error)
5145                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
5146
5147         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
5148         if (error != ENOENT)
5149                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
5150
5151         /*
5152          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
5153          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
5154          * release hold, verify snapshot was destroyed.
5155          */
5156         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
5157         if (error) {
5158                 if (error == ENOSPC) {
5159                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
5160                         goto out;
5161                 }
5162                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
5163         }
5164
5165         holds = fnvlist_alloc();
5166         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
5167         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
5168         fnvlist_free(holds);
5169
5170         if (error == ENOSPC) {
5171                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
5172                 goto out;
5173         } else if (error) {
5174                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
5175                     fullname, tag, error);
5176         }
5177
5178         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
5179         if (error != EBUSY) {
5180                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
5181                     fullname, error);
5182         }
5183
5184         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
5185         if (error) {
5186                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
5187                     fullname, error);
5188         }
5189
5190         error = user_release_one(fullname, tag);
5191         if (error)
5192                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
5193
5194         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
5195
5196 out:
5197         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5198 }
5199
5200 /*
5201  * Inject random faults into the on-disk data.
5202  */
5203 /* ARGSUSED */
5204 void
5205 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5206 {
5207         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5208         spa_t *spa = ztest_spa;
5209         int fd;
5210         uint64_t offset;
5211         uint64_t leaves;
5212         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
5213         uint64_t top, leaf;
5214         char *path0;
5215         char *pathrand;
5216         size_t fsize;
5217         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
5218         int iters = 1000;
5219         int maxfaults;
5220         int mirror_save;
5221         vdev_t *vd0 = NULL;
5222         uint64_t guid0 = 0;
5223         boolean_t islog = B_FALSE;
5224
5225         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5226         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
5227
5228         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5229         maxfaults = MAXFAULTS();
5230         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
5231         mirror_save = zs->zs_mirrors;
5232         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5233
5234         ASSERT(leaves >= 1);
5235
5236         /*
5237          * Grab the name lock as reader. There are some operations
5238          * which don't like to have their vdevs changed while
5239          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
5240          * operations will have grabbed the name lock as writer.
5241          */
5242         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5243
5244         /*
5245          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
5246          */
5247         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
5248
5249         if (ztest_random(2) == 0) {
5250                 /*
5251                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
5252                  */
5253                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
5254                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
5255
5256                 /*
5257                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
5258                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
5259                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
5260                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
5261                  */
5262                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5263                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5264                     top * leaves + zs->zs_splits);
5265                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
5266                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
5267                     top * leaves + leaf);
5268
5269                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
5270                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
5271                         islog = B_TRUE;
5272
5273                 /*
5274                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
5275                  * then we only allow faults on the device that is
5276                  * resilvering.
5277                  */
5278                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
5279                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
5280                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
5281                         /*
5282                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
5283                          * or unwriteable, or reach behind its back
5284                          * and close the underlying fd.  We can do this if
5285                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
5286                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
5287                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
5288                          * combination of this with injection of random data
5289                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
5290                          */
5291                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
5292
5293                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
5294                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
5295                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
5296                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
5297                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
5298                         } else {
5299                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
5300                         }
5301                         guid0 = vd0->vdev_guid;
5302                 }
5303         } else {
5304                 /*
5305                  * Inject errors on an l2cache device.
5306                  */
5307                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
5308
5309                 if (sav->sav_count == 0) {
5310                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5311                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5312                         goto out;
5313                 }
5314                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
5315                 guid0 = vd0->vdev_guid;
5316                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
5317                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
5318
5319                 leaf = 0;
5320                 leaves = 1;
5321                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
5322         }
5323
5324         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
5325         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5326
5327         /*
5328          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
5329          * with a slog, randomly online/offline vd0.
5330          */
5331         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
5332                 if (ztest_random(10) < 6) {
5333                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
5334                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
5335
5336                         /*
5337                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
5338                          * prevent a race between offlining a slog and
5339                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
5340                          * grab a reference on the dataset which may cause
5341                          * dsl_destroy_head() to fail with EBUSY thus
5342                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
5343                          */
5344                         if (islog)
5345                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5346
5347                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
5348
5349                         if (islog)
5350                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5351                 } else {
5352                         /*
5353                          * Ideally we would like to be able to randomly
5354                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
5355                          * to force unpredictable failures but the side
5356                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
5357                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
5358                          * prevent a race between injection testing and
5359                          * aux_vdev removal.
5360                          */
5361                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5362                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
5363                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5364                 }
5365         }
5366
5367         if (maxfaults == 0)
5368                 goto out;
5369
5370         /*
5371          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
5372          */
5373         fd = open(pathrand, O_RDWR);
5374
5375         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
5376                 goto out;
5377
5378         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
5379
5380         while (--iters != 0) {
5381                 /*
5382                  * The offset must be chosen carefully to ensure that
5383                  * we do not inject a given logical block with errors
5384                  * on two different leaf devices, because ZFS can not
5385                  * tolerate that (if maxfaults==1).
5386                  *
5387                  * We divide each leaf into chunks of size
5388                  * (# leaves * SPA_MAXBLOCKSIZE * 4).  Within each chunk
5389                  * there is a series of ranges to which we can inject errors.
5390                  * Each range can accept errors on only a single leaf vdev.
5391                  * The error injection ranges are separated by ranges
5392                  * which we will not inject errors on any device (DMZs).
5393                  * Each DMZ must be large enough such that a single block
5394                  * can not straddle it, so that a single block can not be
5395                  * a target in two different injection ranges (on different
5396                  * leaf vdevs).
5397                  *
5398                  * For example, with 3 leaves, each chunk looks like:
5399                  *    0 to  32M: injection range for leaf 0
5400                  *  32M to  64M: DMZ - no injection allowed
5401                  *  64M to  96M: injection range for leaf 1
5402                  *  96M to 128M: DMZ - no injection allowed
5403                  * 128M to 160M: injection range for leaf 2
5404                  * 160M to 192M: DMZ - no injection allowed
5405                  */
5406                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
5407                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
5408                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5409
5410                 if (offset >= fsize)
5411                         continue;
5412
5413                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5414                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5415                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5416                         (void) close(fd);
5417                         goto out;
5418                 }
5419
5420                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5421                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5422                             offset, pathrand);
5423
5424                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5425
5426                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5427                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5428                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5429         }
5430
5431         (void) close(fd);
5432 out:
5433         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5434         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5435 }
5436
5437 /*
5438  * Verify that DDT repair works as expected.
5439  */
5440 void
5441 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5442 {
5443         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5444         spa_t *spa = ztest_spa;
5445         objset_t *os = zd->zd_os;
5446         ztest_od_t *od;
5447         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5448         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5449         dmu_buf_t *db;
5450         dmu_tx_t *tx;
5451         abd_t *abd;
5452         blkptr_t blk;
5453         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5454         int i;
5455
5456         blocksize = ztest_random_blocksize();
5457         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5458
5459         od = umem_alloc(sizeof (ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5460         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0, 0);
5461
5462         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5463                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5464                 return;
5465         }
5466
5467         /*
5468          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5469          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5470          */
5471         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5472
5473         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5474             B_FALSE) != 0 ||
5475             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5476             B_FALSE) != 0) {
5477                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5478                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5479                 return;
5480         }
5481
5482         dmu_objset_stats_t dds;
5483         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5484         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
5485         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
5486
5487         object = od[0].od_object;
5488         blocksize = od[0].od_blocksize;
5489         pattern = zs->zs_guid ^ dds.dds_guid;
5490
5491         ASSERT(object != 0);
5492
5493         tx = dmu_tx_create(os);
5494         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5495         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5496         if (txg == 0) {
5497                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5498                 umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5499                 return;
5500         }
5501
5502         /*
5503          * Write all the copies of our block.
5504          */
5505         for (i = 0; i < copies; i++) {
5506                 uint64_t offset = i * blocksize;
5507                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5508                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5509                 if (error != 0) {
5510                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5511                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5512                 }
5513                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5514                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5515                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5516                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5517                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5518                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5519                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5520         }
5521
5522         dmu_tx_commit(tx);
5523         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5524
5525         /*
5526          * Find out what block we got.
5527          */
5528         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5529             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5530         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5531         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5532
5533         /*
5534          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5535          */
5536         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5537         abd = abd_alloc_linear(psize, B_TRUE);
5538         ztest_pattern_set(abd_to_buf(abd), psize, ~pattern);
5539
5540         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5541             abd, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5542             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5543
5544         abd_free(abd);
5545
5546         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5547         umem_free(od, sizeof (ztest_od_t));
5548 }
5549
5550 /*
5551  * Scrub the pool.
5552  */
5553 /* ARGSUSED */
5554 void
5555 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5556 {
5557         spa_t *spa = ztest_spa;
5558
5559         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5560         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5561         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5562 }
5563
5564 /*
5565  * Change the guid for the pool.
5566  */
5567 /* ARGSUSED */
5568 void
5569 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5570 {
5571         spa_t *spa = ztest_spa;
5572         uint64_t orig, load;
5573         int error;
5574
5575         orig = spa_guid(spa);
5576         load = spa_load_guid(spa);
5577
5578         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5579         error = spa_change_guid(spa);
5580         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5581
5582         if (error != 0)
5583                 return;
5584
5585         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5586                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5587                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5588         }
5589
5590         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5591         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5592 }
5593
5594 /*
5595  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5596  */
5597 /* ARGSUSED */
5598 void
5599 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5600 {
5601         char *oldname, *newname;
5602         spa_t *spa;
5603
5604         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5605
5606         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5607         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5608         (void) strcpy(newname, oldname);
5609         (void) strcat(newname, "_tmp");
5610
5611         /*
5612          * Do the rename
5613          */
5614         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5615
5616         /*
5617          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5618          */
5619         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5620
5621         /*
5622          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5623          */
5624         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5625
5626         ASSERT(spa == ztest_spa);
5627         spa_close(spa, FTAG);
5628
5629         /*
5630          * Rename it back to the original
5631          */
5632         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5633
5634         /*
5635          * Make sure it can still be opened
5636          */
5637         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5638
5639         ASSERT(spa == ztest_spa);
5640         spa_close(spa, FTAG);
5641
5642         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5643
5644         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5645 }
5646
5647 void
5648 ztest_fletcher(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5649 {
5650         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5651
5652         while (gethrtime() <= end) {
5653                 int run_count = 100;
5654                 void *buf;
5655                 uint32_t size;
5656                 int *ptr;
5657                 int i;
5658                 zio_cksum_t zc_ref;
5659                 zio_cksum_t zc_ref_byteswap;
5660
5661                 size = ztest_random_blocksize();
5662                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5663
5664                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5665                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5666
5667                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5668                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5669                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_byteswap);
5670
5671                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5672                 while (run_count-- > 0) {
5673                         zio_cksum_t zc;
5674                         zio_cksum_t zc_byteswap;
5675
5676                         fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_byteswap);
5677                         fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc);
5678
5679                         VERIFY0(bcmp(&zc, &zc_ref, sizeof (zc)));
5680                         VERIFY0(bcmp(&zc_byteswap, &zc_ref_byteswap,
5681                             sizeof (zc_byteswap)));
5682                 }
5683
5684                 umem_free(buf, size);
5685         }
5686 }
5687
5688 void
5689 ztest_fletcher_incr(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5690 {
5691         void *buf;
5692         size_t size;
5693         int *ptr;
5694         int i;
5695         zio_cksum_t zc_ref;
5696         zio_cksum_t zc_ref_bswap;
5697
5698         hrtime_t end = gethrtime() + NANOSEC;
5699
5700         while (gethrtime() <= end) {
5701                 int run_count = 100;
5702
5703                 size = ztest_random_blocksize();
5704                 buf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
5705
5706                 for (i = 0, ptr = buf; i < size / sizeof (*ptr); i++, ptr++)
5707                         *ptr = ztest_random(UINT_MAX);
5708
5709                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("scalar"));
5710                 fletcher_4_native(buf, size, NULL, &zc_ref);
5711                 fletcher_4_byteswap(buf, size, NULL, &zc_ref_bswap);
5712
5713                 VERIFY0(fletcher_4_impl_set("cycle"));
5714
5715                 while (run_count-- > 0) {
5716                         zio_cksum_t zc;
5717                         zio_cksum_t zc_bswap;
5718                         size_t pos = 0;
5719
5720                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5721                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5722
5723                         while (pos < size) {
5724                                 size_t inc = 64 * ztest_random(size / 67);
5725                                 /* sometimes add few bytes to test non-simd */
5726                                 if (ztest_random(100) < 10)
5727                                         inc += P2ALIGN(ztest_random(64),
5728                                             sizeof (uint32_t));
5729
5730                                 if (inc > (size - pos))
5731                                         inc = size - pos;
5732
5733                                 fletcher_4_incremental_native(buf + pos, inc,
5734                                     &zc);
5735                                 fletcher_4_incremental_byteswap(buf + pos, inc,
5736                                     &zc_bswap);
5737
5738                                 pos += inc;
5739                         }
5740
5741                         VERIFY3U(pos, ==, size);
5742
5743                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5744                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5745
5746                         /*
5747                          * verify if incremental on the whole buffer is
5748                          * equivalent to non-incremental version
5749                          */
5750                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc, 0, 0, 0, 0);
5751                         ZIO_SET_CHECKSUM(&zc_bswap, 0, 0, 0, 0);
5752
5753                         fletcher_4_incremental_native(buf, size, &zc);
5754                         fletcher_4_incremental_byteswap(buf, size, &zc_bswap);
5755
5756                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc, zc_ref));
5757                         VERIFY(ZIO_CHECKSUM_EQUAL(zc_bswap, zc_ref_bswap));
5758                 }
5759
5760                 umem_free(buf, size);
5761         }
5762 }
5763
5764 static int
5765 ztest_check_path(char *path)
5766 {
5767         struct stat s;
5768         /* return true on success */
5769         return (!stat(path, &s));
5770 }
5771
5772 static void
5773 ztest_get_zdb_bin(char *bin, int len)
5774 {
5775         char *zdb_path;
5776         /*
5777          * Try to use ZDB_PATH and in-tree zdb path. If not successful, just
5778          * let popen to search through PATH.
5779          */
5780         if ((zdb_path = getenv("ZDB_PATH"))) {
5781                 strlcpy(bin, zdb_path, len); /* In env */
5782                 if (!ztest_check_path(bin)) {
5783                         ztest_dump_core = 0;
5784                         fatal(1, "invalid ZDB_PATH '%s'", bin);
5785                 }
5786                 return;
5787         }
5788
5789         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5790         if (strstr(bin, "/ztest/")) {
5791                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5792                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5793                 if (ztest_check_path(bin))
5794                         return;
5795         }
5796         strcpy(bin, "zdb");
5797 }
5798
5799 /*
5800  * Verify pool integrity by running zdb.
5801  */
5802 static void
5803 ztest_run_zdb(char *pool)
5804 {
5805         int status;
5806         char *bin;
5807         char *zdb;
5808         char *zbuf;
5809         const int len = MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20;
5810         FILE *fp;
5811
5812         bin = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5813         zdb = umem_alloc(len, UMEM_NOFAIL);
5814         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5815
5816         ztest_get_zdb_bin(bin, len);
5817
5818         (void) sprintf(zdb,
5819             "%s -bcc%s%s -d -U %s %s",
5820             bin,
5821             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5822             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5823             spa_config_path,
5824             pool);
5825
5826         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5827                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5828
5829         fp = popen(zdb, "r");
5830
5831         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5832                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5833                         (void) printf("%s", zbuf);
5834
5835         status = pclose(fp);
5836
5837         if (status == 0)
5838                 goto out;
5839
5840         ztest_dump_core = 0;
5841         if (WIFEXITED(status))
5842                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5843         else
5844                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5845 out:
5846         umem_free(bin, len);
5847         umem_free(zdb, len);
5848         umem_free(zbuf, 1024);
5849 }
5850
5851 static void
5852 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5853 {
5854         spa_t *spa = NULL;
5855
5856         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5857                 (void) printf("%s\n", header);
5858
5859         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5860         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5861                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5862                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5863         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5864 }
5865
5866 static void
5867 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5868 {
5869         nvlist_t *config, *newconfig;
5870         uint64_t pool_guid;
5871         spa_t *spa;
5872         int error;
5873
5874         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5875                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5876                     oldname, newname);
5877         }
5878
5879         /*
5880          * Clean up from previous runs.
5881          */
5882         (void) spa_destroy(newname);
5883
5884         /*
5885          * Get the pool's configuration and guid.
5886          */
5887         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5888
5889         /*
5890          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5891          */
5892         if (ztest_random(2) == 0)
5893                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5894
5895         pool_guid = spa_guid(spa);
5896         spa_close(spa, FTAG);
5897
5898         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5899
5900         /*
5901          * Export it.
5902          */
5903         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5904
5905         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5906
5907         /*
5908          * Try to import it.
5909          */
5910         newconfig = spa_tryimport(config);
5911         ASSERT(newconfig != NULL);
5912         nvlist_free(newconfig);
5913
5914         /*
5915          * Import it under the new name.
5916          */
5917         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5918         if (error != 0) {
5919                 dump_nvlist(config, 0);
5920                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5921                     oldname, newname, error);
5922         }
5923
5924         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5925
5926         /*
5927          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5928          */
5929         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5930
5931         /*
5932          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5933          */
5934         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5935
5936         /*
5937          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5938          */
5939         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5940
5941         /*
5942          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5943          */
5944         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5945         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5946         spa_close(spa, FTAG);
5947
5948         nvlist_free(config);
5949 }
5950
5951 static void
5952 ztest_resume(spa_t *spa)
5953 {
5954         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5955                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5956         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5957         vdev_clear(spa, NULL);
5958         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5959         (void) zio_resume(spa);
5960 }
5961
5962 static void *
5963 ztest_resume_thread(void *arg)
5964 {
5965         spa_t *spa = arg;
5966
5967         while (!ztest_exiting) {
5968                 if (spa_suspended(spa))
5969                         ztest_resume(spa);
5970                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5971
5972                 /*
5973                  * Periodically change the zfs_compressed_arc_enabled setting.
5974                  */
5975                 if (ztest_random(10) == 0)
5976                         zfs_compressed_arc_enabled = ztest_random(2);
5977
5978                 /*
5979                  * Periodically change the zfs_abd_scatter_enabled setting.
5980                  */
5981                 if (ztest_random(10) == 0)
5982                         zfs_abd_scatter_enabled = ztest_random(2);
5983         }
5984
5985         thread_exit();
5986
5987         return (NULL);
5988 }
5989
5990 #define GRACE   300
5991
5992 #if 0
5993 static void
5994 ztest_deadman_alarm(int sig)
5995 {
5996         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
5997 }
5998 #endif
5999
6000 static void
6001 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
6002 {
6003         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
6004         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
6005         hrtime_t functime = gethrtime();
6006         int i;
6007
6008         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
6009                 zi->zi_func(zd, id);
6010
6011         functime = gethrtime() - functime;
6012
6013         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
6014         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
6015
6016         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6017                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
6018                     (double)functime / NANOSEC, zi->zi_funcname);
6019 }
6020
6021 static void *
6022 ztest_thread(void *arg)
6023 {
6024         int rand;
6025         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
6026         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6027         uint64_t call_next;
6028         hrtime_t now;
6029         ztest_info_t *zi;
6030         ztest_shared_callstate_t *zc;
6031
6032         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
6033                 /*
6034                  * See if it's time to force a crash.
6035                  */
6036                 if (now > zs->zs_thread_kill)
6037                         ztest_kill(zs);
6038
6039                 /*
6040                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
6041                  */
6042                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
6043                         break;
6044
6045                 /*
6046                  * Pick a random function to execute.
6047                  */
6048                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
6049                 zi = &ztest_info[rand];
6050                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
6051                 call_next = zc->zc_next;
6052
6053                 if (now >= call_next &&
6054                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
6055                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
6056                         ztest_execute(rand, zi, id);
6057                 }
6058         }
6059
6060         thread_exit();
6061
6062         return (NULL);
6063 }
6064
6065 static void
6066 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
6067 {
6068         (void) snprintf(dsname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN, "%s/ds_%d", pool, d);
6069 }
6070
6071 static void
6072 ztest_dataset_destroy(int d)
6073 {
6074         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6075         int t;
6076
6077         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6078
6079         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6080                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
6081
6082         /*
6083          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
6084          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
6085          * so there may be more than one thing to clean up.
6086          */
6087         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
6088             t += ztest_opts.zo_datasets)
6089                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
6090
6091         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
6092             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
6093 }
6094
6095 static void
6096 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
6097 {
6098         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
6099
6100         /*
6101          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
6102          * Therefore, the number of objects in use should equal the
6103          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
6104          * If not, we have an object leak.
6105          *
6106          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
6107          * when the open-context and syncing-context values agree.
6108          * That's because zap_count() returns the open-context value,
6109          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
6110          */
6111         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
6112         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
6113         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
6114 }
6115
6116 static int
6117 ztest_dataset_open(int d)
6118 {
6119         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6120         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
6121         objset_t *os;
6122         zilog_t *zilog;
6123         char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6124         int error;
6125
6126         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
6127
6128         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
6129
6130         error = ztest_dataset_create(name);
6131         if (error == ENOSPC) {
6132                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6133                 ztest_record_enospc(FTAG);
6134                 return (error);
6135         }
6136         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
6137
6138         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
6139         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
6140
6141         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
6142
6143         zilog = zd->zd_zilog;
6144
6145         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
6146             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
6147                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
6148                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
6149
6150         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6151
6152         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
6153
6154         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
6155
6156         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
6157                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
6158                     zd->zd_name,
6159                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
6160                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
6161                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
6162
6163         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
6164
6165         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
6166             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
6167                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
6168                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
6169
6170         return (0);
6171 }
6172
6173 static void
6174 ztest_dataset_close(int d)
6175 {
6176         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
6177
6178         zil_close(zd->zd_zilog);
6179         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
6180
6181         ztest_zd_fini(zd);
6182 }
6183
6184 /*
6185  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
6186  */
6187 static void
6188 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
6189 {
6190         kt_did_t *tid;
6191         spa_t *spa;
6192         objset_t *os;
6193         kthread_t *resume_thread;
6194         uint64_t object;
6195         int error;
6196         int t, d;
6197
6198         ztest_exiting = B_FALSE;
6199
6200         /*
6201          * Initialize parent/child shared state.
6202          */
6203         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6204         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6205
6206         zs->zs_thread_start = gethrtime();
6207         zs->zs_thread_stop =
6208             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
6209         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
6210         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
6211         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
6212                 zs->zs_thread_kill -=
6213                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
6214         }
6215
6216         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6217
6218         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
6219             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
6220
6221         /*
6222          * Open our pool.
6223          */
6224         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6225         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6226         spa->spa_debug = B_TRUE;
6227         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
6228         ztest_spa = spa;
6229
6230         dmu_objset_stats_t dds;
6231         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
6232             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
6233         dsl_pool_config_enter(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6234         dmu_objset_fast_stat(os, &dds);
6235         dsl_pool_config_exit(dmu_objset_pool(os), FTAG);
6236         zs->zs_guid = dds.dds_guid;
6237         dmu_objset_disown(os, FTAG);
6238
6239         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
6240
6241         /*
6242          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
6243          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
6244          * the only valid replica.
6245          */
6246         if (MAXFAULTS() == 0)
6247                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
6248         else
6249                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
6250
6251         /*
6252          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
6253          */
6254         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6255             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6256             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
6257
6258 #if 0
6259         /*
6260          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
6261          */
6262         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
6263         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
6264 #endif
6265
6266         /*
6267          * Verify that we can safely inquire about about any object,
6268          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
6269          * we probe a 5-wide window around each power of two.
6270          * This hits all edge cases, including zero and the max.
6271          */
6272         for (t = 0; t < 64; t++) {
6273                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
6274                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
6275                             (1ULL << t) + d, NULL);
6276                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
6277                             error == EINVAL);
6278                 }
6279         }
6280
6281         /*
6282          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
6283          */
6284         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
6285                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
6286                 ztest_dataset_destroy(d);
6287         }
6288         zs->zs_enospc_count = 0;
6289
6290         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
6291             UMEM_NOFAIL);
6292
6293         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
6294                 (void) printf("starting main threads...\n");
6295
6296         /*
6297          * Kick off all the tests that run in parallel.
6298          */
6299         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
6300                 kthread_t *thread;
6301
6302                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
6303                     ztest_dataset_open(t) != 0) {
6304                         umem_free(tid,
6305                             ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6306                         return;
6307                 }
6308
6309                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
6310                     (thread_func_t)ztest_thread,
6311                     (void *)(uintptr_t)t, 0, NULL, TS_RUN, 0,
6312                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
6313                 tid[t] = thread->t_tid;
6314         }
6315
6316         /*
6317          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
6318          * so we don't close datasets while threads are still using them.
6319          */
6320         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
6321                 thread_join(tid[t]);
6322                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
6323                         ztest_dataset_close(t);
6324         }
6325
6326         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6327
6328         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
6329         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
6330
6331         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
6332
6333         /* Kill the resume thread */
6334         ztest_exiting = B_TRUE;
6335         thread_join(resume_thread->t_tid);
6336         ztest_resume(spa);
6337
6338         /*
6339          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
6340          * spa_close() should wait for it to complete.
6341          */
6342         for (object = 1; object < 50; object++) {
6343                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 0, 1ULL << 20,
6344                     ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
6345         }
6346
6347         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
6348         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
6349                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
6350
6351         spa_close(spa, FTAG);
6352
6353         /*
6354          * Verify that we can loop over all pools.
6355          */
6356         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
6357         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
6358                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
6359                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
6360         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
6361
6362         /*
6363          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
6364          * different name.
6365          */
6366         if (ztest_random(2) == 0) {
6367                 char name[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6368                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "%s_import",
6369                     ztest_opts.zo_pool);
6370                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
6371                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
6372         }
6373
6374         kernel_fini();
6375
6376         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
6377         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
6378         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6379         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6380 }
6381
6382 static void
6383 ztest_freeze(void)
6384 {
6385         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
6386         spa_t *spa;
6387         int numloops = 0;
6388
6389         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
6390                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
6391
6392         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6393         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6394         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6395         spa->spa_debug = B_TRUE;
6396         ztest_spa = spa;
6397
6398         /*
6399          * Force the first log block to be transactionally allocated.
6400          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
6401          * the log chain won't be anchored.
6402          */
6403         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
6404                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
6405                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6406         }
6407
6408         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6409
6410         /*
6411          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
6412          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
6413          */
6414         spa_freeze(spa);
6415
6416         /*
6417          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
6418          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
6419          * capacity.
6420          */
6421         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
6422
6423         /*
6424          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
6425          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
6426          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
6427          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
6428          * The ZIL should be OK with that.
6429          *
6430          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
6431          * not run out of space on the pool.
6432          */
6433         while (ztest_random(10) != 0 &&
6434             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
6435             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
6436                 ztest_od_t od;
6437                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0, 0);
6438                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
6439                 ztest_io(zd, od.od_object,
6440                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
6441                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6442         }
6443
6444         /*
6445          * Commit all of the changes we just generated.
6446          */
6447         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
6448         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6449
6450         /*
6451          * Close our dataset and close the pool.
6452          */
6453         ztest_dataset_close(0);
6454         spa_close(spa, FTAG);
6455         kernel_fini();
6456
6457         /*
6458          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
6459          */
6460         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6461         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6462         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
6463         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
6464         ztest_dataset_close(0);
6465
6466         spa->spa_debug = B_TRUE;
6467         ztest_spa = spa;
6468         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
6469         ztest_reguid(NULL, 0);
6470
6471         spa_close(spa, FTAG);
6472         kernel_fini();
6473 }
6474
6475 void
6476 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
6477 {
6478         hrtime_t s = t / NANOSEC;
6479         hrtime_t m = s / 60;
6480         hrtime_t h = m / 60;
6481         hrtime_t d = h / 24;
6482
6483         s -= m * 60;
6484         m -= h * 60;
6485         h -= d * 24;
6486
6487         timebuf[0] = '\0';
6488
6489         if (d)
6490                 (void) sprintf(timebuf,
6491                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
6492         else if (h)
6493                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
6494         else if (m)
6495                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
6496         else
6497                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
6498 }
6499
6500 static nvlist_t *
6501 make_random_props(void)
6502 {
6503         nvlist_t *props;
6504
6505         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
6506         if (ztest_random(2) == 0)
6507                 return (props);
6508         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
6509
6510         return (props);
6511 }
6512
6513 /*
6514  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
6515  * Then test spa_freeze() functionality.
6516  */
6517 static void
6518 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
6519 {
6520         spa_t *spa;
6521         nvlist_t *nvroot, *props;
6522         int i;
6523
6524         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
6525         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
6526
6527         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6528
6529         /*
6530          * Create the storage pool.
6531          */
6532         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
6533         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
6534         zs->zs_splits = 0;
6535         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
6536         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
6537             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
6538         props = make_random_props();
6539         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
6540                 char *buf;
6541                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
6542                     spa_feature_table[i].fi_uname));
6543                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
6544                 free(buf);
6545         }
6546         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
6547         nvlist_free(nvroot);
6548         nvlist_free(props);
6549
6550         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
6551         zs->zs_metaslab_sz =
6552             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
6553         spa_close(spa, FTAG);
6554
6555         kernel_fini();
6556
6557         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6558
6559         ztest_freeze();
6560
6561         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6562
6563         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
6564         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
6565 }
6566
6567 static void
6568 setup_data_fd(void)
6569 {
6570         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
6571
6572         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
6573         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
6574         (void) unlink(ztest_name_data);
6575 }
6576
6577 static int
6578 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
6579 {
6580         int size;
6581
6582         size = hdr->zh_hdr_size;
6583         size += hdr->zh_opts_size;
6584         size += hdr->zh_size;
6585         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6586         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
6587
6588         return (size);
6589 }
6590
6591 static void
6592 setup_hdr(void)
6593 {
6594         int size;
6595         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6596
6597         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6598             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6599         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6600
6601         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
6602
6603         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
6604         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6605         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6606         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6607         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6608         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6609         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6610
6611         size = shared_data_size(hdr);
6612         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6613
6614         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6615 }
6616
6617 static void
6618 setup_data(void)
6619 {
6620         int size, offset;
6621         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6622         uint8_t *buf;
6623
6624         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6625             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6626         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6627
6628         size = shared_data_size(hdr);
6629
6630         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6631         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6632             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6633         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6634         buf = (uint8_t *)hdr;
6635
6636         offset = hdr->zh_hdr_size;
6637         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6638         offset += hdr->zh_opts_size;
6639         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6640         offset += hdr->zh_size;
6641         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6642         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6643         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6644 }
6645
6646 static boolean_t
6647 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6648 {
6649         pid_t pid;
6650         int status;
6651         char *cmdbuf = NULL;
6652
6653         pid = fork();
6654
6655         if (cmd == NULL) {
6656                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6657                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6658                 cmd = cmdbuf;
6659         }
6660
6661         if (pid == -1)
6662                 fatal(1, "fork failed");
6663
6664         if (pid == 0) { /* child */
6665                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6666                 char fd_data_str[12];
6667
6668                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6669                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6670
6671                 (void) close(ztest_fd_rand);
6672                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6673                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6674
6675                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6676                 if (libpath != NULL)
6677                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6678                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6679                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6680                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6681         }
6682
6683         if (cmdbuf != NULL) {
6684                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6685                 cmd = NULL;
6686         }
6687
6688         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6689                 continue;
6690         if (statusp != NULL)
6691                 *statusp = status;
6692
6693         if (WIFEXITED(status)) {
6694                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6695                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6696                             WEXITSTATUS(status));
6697                         exit(2);
6698                 }
6699                 return (B_FALSE);
6700         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6701                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6702                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6703                             WTERMSIG(status));
6704                         exit(3);
6705                 }
6706                 return (B_TRUE);
6707         } else {
6708                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6709                 exit(4);
6710                 /* NOTREACHED */
6711         }
6712 }
6713
6714 static void
6715 ztest_run_init(void)
6716 {
6717         int i;
6718
6719         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6720
6721         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6722
6723         /*
6724          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6725          */
6726         (void) remove(spa_config_path);
6727
6728         /*
6729          * Create and initialize our storage pool.
6730          */
6731         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6732                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6733                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6734                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6735                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6736                 }
6737                 ztest_init(zs);
6738         }
6739 }
6740
6741 int
6742 main(int argc, char **argv)
6743 {
6744         int kills = 0;
6745         int iters = 0;
6746         int older = 0;
6747         int newer = 0;
6748         ztest_shared_t *zs;
6749         ztest_info_t *zi;
6750         ztest_shared_callstate_t *zc;
6751         char timebuf[100];
6752         char numbuf[6];
6753         spa_t *spa;
6754         char *cmd;
6755         boolean_t hasalt;
6756         int f;
6757         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6758         struct sigaction action;
6759
6760         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6761
6762         dprintf_setup(&argc, argv);
6763
6764         action.sa_handler = sig_handler;
6765         sigemptyset(&action.sa_mask);
6766         action.sa_flags = 0;
6767
6768         if (sigaction(SIGSEGV, &action, NULL) < 0) {
6769                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGSEGV: %s.\n",
6770                     strerror(errno));
6771                 exit(EXIT_FAILURE);
6772         }
6773
6774         if (sigaction(SIGABRT, &action, NULL) < 0) {
6775                 (void) fprintf(stderr, "ztest: cannot catch SIGABRT: %s.\n",
6776                     strerror(errno));
6777                 exit(EXIT_FAILURE);
6778         }
6779
6780         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6781         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6782
6783         if (!fd_data_str) {
6784                 process_options(argc, argv);
6785
6786                 setup_data_fd();
6787                 setup_hdr();
6788                 setup_data();
6789                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6790                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6791         } else {
6792                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6793                 setup_data();
6794                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6795         }
6796         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6797
6798         /* Override location of zpool.cache */
6799         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6800             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6801
6802         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6803             UMEM_NOFAIL);
6804         zs = ztest_shared;
6805
6806         if (fd_data_str) {
6807                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6808                 metaslab_df_alloc_threshold =
6809                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6810
6811                 if (zs->zs_do_init)
6812                         ztest_run_init();
6813                 else
6814                         ztest_run(zs);
6815                 exit(0);
6816         }
6817
6818         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6819
6820         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6821                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6822                     " %llu seconds...\n",
6823                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6824                     ztest_opts.zo_datasets,
6825                     ztest_opts.zo_threads,
6826                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6827         }
6828
6829         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6830         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6831
6832         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6833         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6834                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6835                         (void) printf("Executing older ztest for "
6836                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6837                 }
6838                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6839                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6840         } else {
6841                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6842         }
6843         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6844
6845         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6846         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6847
6848         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6849                 zi = &ztest_info[f];
6850                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6851                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6852                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6853                 else
6854                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6855                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6856         }
6857
6858         /*
6859          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6860          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6861          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6862          */
6863         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6864                 int status;
6865                 boolean_t killed;
6866
6867                 /*
6868                  * Initialize the workload counters for each function.
6869                  */
6870                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6871                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6872                         zc->zc_count = 0;
6873                         zc->zc_time = 0;
6874                 }
6875
6876                 /* Set the allocation switch size */
6877                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6878                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6879
6880                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6881                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6882                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6883                                     cmd);
6884                         }
6885                         newer++;
6886                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6887                 } else {
6888                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6889                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6890                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6891                         }
6892                         older++;
6893                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6894                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6895                 }
6896
6897                 if (killed)
6898                         kills++;
6899                 iters++;
6900
6901                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6902                         hrtime_t now = gethrtime();
6903
6904                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6905                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6906                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6907
6908                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6909                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6910                             iters,
6911                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6912                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6913                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6914                             numbuf,
6915                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6916                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6917                 }
6918
6919                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6920                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6921                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6922                             "Calls", "Time", "Function");
6923                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6924                             "-----", "----", "--------");
6925                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6926                                 zi = &ztest_info[f];
6927                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6928                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6929                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6930                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6931                                     zi->zi_funcname);
6932                         }
6933                         (void) printf("\n");
6934                 }
6935
6936                 /*
6937                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6938                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6939                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6940                  */
6941                 kernel_init(FREAD);
6942                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6943                         spa_close(spa, FTAG);
6944                 } else {
6945                         char tmpname[ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN];
6946                         kernel_fini();
6947                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6948                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6949                             ztest_opts.zo_pool);
6950                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6951                 }
6952                 kernel_fini();
6953
6954                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6955         }
6956
6957         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6958                 if (hasalt) {
6959                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6960                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6961                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6962                             cmd);
6963                 }
6964                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6965                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6966         }
6967
6968         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6969
6970         return (0);
6971 }