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