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