5f49fd5a06056aae706c83e6e3c83f05c4455461
[zfs.git] / 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 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 /*
27  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
28  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
29  *
30  * The overall design of the ztest program is as follows:
31  *
32  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
33  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
34  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
35  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
36  *
37  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
38  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
39  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
40  *
41  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
42  *     verify that self-healing data really works.
43  *
44  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
45  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
46  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
47  *
48  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
49  *     we run the entire test in a child of the main process.
50  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
51  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
52  *     The parent then runs the test again, using the existing
53  *     storage pool, as many times as desired.
54  *
55  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
56  *     many of the functional tests record the transaction group number
57  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
58  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
59  *     If you add a new test, please do this if applicable.
60  *
61  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
62  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
63  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
64  *
65  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
66  *
67  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
68  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
69  *
70  * The -N(okill) option will suppress kills, so each child runs to completion.
71  * This can be useful when you're trying to distinguish temporal incursions
72  * from plain old race conditions.
73  */
74
75 #include <sys/zfs_context.h>
76 #include <sys/spa.h>
77 #include <sys/dmu.h>
78 #include <sys/txg.h>
79 #include <sys/dbuf.h>
80 #include <sys/zap.h>
81 #include <sys/dmu_objset.h>
82 #include <sys/poll.h>
83 #include <sys/stat.h>
84 #include <sys/time.h>
85 #include <sys/wait.h>
86 #include <sys/mman.h>
87 #include <sys/resource.h>
88 #include <sys/zio.h>
89 #include <sys/zio_checksum.h>
90 #include <sys/zio_compress.h>
91 #include <sys/zil.h>
92 #include <sys/vdev_impl.h>
93 #include <sys/vdev_file.h>
94 #include <sys/spa_impl.h>
95 #include <sys/dsl_prop.h>
96 #include <sys/dsl_dataset.h>
97 #include <sys/refcount.h>
98 #include <stdio.h>
99 #include <stdio_ext.h>
100 #include <stdlib.h>
101 #include <unistd.h>
102 #include <signal.h>
103 #include <umem.h>
104 #include <dlfcn.h>
105 #include <ctype.h>
106 #include <math.h>
107 #include <sys/fs/zfs.h>
108
109 static char cmdname[] = "ztest";
110 static char *zopt_pool = cmdname;
111
112 static uint64_t zopt_vdevs = 5;
113 static uint64_t zopt_vdevtime;
114 static int zopt_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT;
115 static int zopt_mirrors = 2;
116 static int zopt_raidz = 4;
117 static int zopt_raidz_parity = 1;
118 static size_t zopt_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE;
119 static int zopt_datasets = 7;
120 static int zopt_threads = 23;
121 static uint64_t zopt_passtime = 60;     /* 60 seconds */
122 static uint64_t zopt_killrate = 70;     /* 70% kill rate */
123 static int zopt_verbose = 0;
124 static int zopt_init = 1;
125 static char *zopt_dir = "/tmp";
126 static uint64_t zopt_time = 300;        /* 5 minutes */
127 static int zopt_maxfaults;
128
129 typedef struct ztest_block_tag {
130         uint64_t        bt_objset;
131         uint64_t        bt_object;
132         uint64_t        bt_offset;
133         uint64_t        bt_txg;
134         uint64_t        bt_thread;
135         uint64_t        bt_seq;
136 } ztest_block_tag_t;
137
138 typedef struct ztest_args {
139         char            za_pool[MAXNAMELEN];
140         spa_t           *za_spa;
141         objset_t        *za_os;
142         zilog_t         *za_zilog;
143         thread_t        za_thread;
144         uint64_t        za_instance;
145         uint64_t        za_random;
146         uint64_t        za_diroff;
147         uint64_t        za_diroff_shared;
148         uint64_t        za_zil_seq;
149         hrtime_t        za_start;
150         hrtime_t        za_stop;
151         hrtime_t        za_kill;
152         /*
153          * Thread-local variables can go here to aid debugging.
154          */
155         ztest_block_tag_t za_rbt;
156         ztest_block_tag_t za_wbt;
157         dmu_object_info_t za_doi;
158         dmu_buf_t       *za_dbuf;
159 } ztest_args_t;
160
161 typedef void ztest_func_t(ztest_args_t *);
162
163 /*
164  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
165  */
166 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
167 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
168 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
169 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
170 ztest_func_t ztest_zap;
171 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
172 ztest_func_t ztest_traverse;
173 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
174 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
175 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
176 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
177 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
178 ztest_func_t ztest_fault_inject;
179 ztest_func_t ztest_spa_rename;
180 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
181 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
182 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
183 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
184 ztest_func_t ztest_scrub;
185
186 typedef struct ztest_info {
187         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
188         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
189         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
190         uint64_t        zi_calls;       /* per-pass count */
191         uint64_t        zi_call_time;   /* per-pass time */
192         uint64_t        zi_call_total;  /* cumulative total */
193         uint64_t        zi_call_target; /* target cumulative total */
194 } ztest_info_t;
195
196 uint64_t zopt_always = 0;               /* all the time */
197 uint64_t zopt_often = 1;                /* every second */
198 uint64_t zopt_sometimes = 10;           /* every 10 seconds */
199 uint64_t zopt_rarely = 60;              /* every 60 seconds */
200
201 ztest_info_t ztest_info[] = {
202         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
203         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_always    },
204         { ztest_dmu_write_parallel,             30,     &zopt_always    },
205         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
206         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
207         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
208         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
209         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_sometimes },
210         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
211         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
212         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
213         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
214         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_rarely    },
215         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
216         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
217         { ztest_vdev_add_remove,                1,      &zopt_vdevtime  },
218         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,      &zopt_vdevtime  },
219         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_vdevtime  },
220 };
221
222 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
223
224 #define ZTEST_SYNC_LOCKS        16
225
226 /*
227  * Stuff we need to share writably between parent and child.
228  */
229 typedef struct ztest_shared {
230         mutex_t         zs_vdev_lock;
231         rwlock_t        zs_name_lock;
232         uint64_t        zs_vdev_primaries;
233         uint64_t        zs_vdev_aux;
234         uint64_t        zs_enospc_count;
235         hrtime_t        zs_start_time;
236         hrtime_t        zs_stop_time;
237         uint64_t        zs_alloc;
238         uint64_t        zs_space;
239         ztest_info_t    zs_info[ZTEST_FUNCS];
240         mutex_t         zs_sync_lock[ZTEST_SYNC_LOCKS];
241         uint64_t        zs_seq[ZTEST_SYNC_LOCKS];
242 } ztest_shared_t;
243
244 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
245 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
246 static ztest_shared_t *ztest_shared;
247
248 static int ztest_random_fd;
249 static int ztest_dump_core = 1;
250
251 static uint64_t metaslab_sz;
252 static boolean_t ztest_exiting;
253
254 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
255 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
256
257 #define ZTEST_DIROBJ            1
258 #define ZTEST_MICROZAP_OBJ      2
259 #define ZTEST_FATZAP_OBJ        3
260
261 #define ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE  (1 << 10)
262 #define ZTEST_DIRSIZE           256
263
264 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
265
266 /*
267  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
268  * debugging facilities.
269  */
270 const char *
271 _umem_debug_init()
272 {
273         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
274 }
275
276 const char *
277 _umem_logging_init(void)
278 {
279         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
280 }
281
282 #define FATAL_MSG_SZ    1024
283
284 char *fatal_msg;
285
286 static void
287 fatal(int do_perror, char *message, ...)
288 {
289         va_list args;
290         int save_errno = errno;
291         char buf[FATAL_MSG_SZ];
292
293         (void) fflush(stdout);
294
295         va_start(args, message);
296         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
297         /* LINTED */
298         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
299         va_end(args);
300         if (do_perror) {
301                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
302                     ": %s", strerror(save_errno));
303         }
304         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
305         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
306         if (ztest_dump_core)
307                 abort();
308         exit(3);
309 }
310
311 static int
312 str2shift(const char *buf)
313 {
314         const char *ends = "BKMGTPEZ";
315         int i;
316
317         if (buf[0] == '\0')
318                 return (0);
319         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
320                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
321                         break;
322         }
323         if (i == strlen(ends)) {
324                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
325                     buf);
326                 usage(B_FALSE);
327         }
328         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
329                 return (10*i);
330         }
331         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
332         usage(B_FALSE);
333         /* NOTREACHED */
334 }
335
336 static uint64_t
337 nicenumtoull(const char *buf)
338 {
339         char *end;
340         uint64_t val;
341
342         val = strtoull(buf, &end, 0);
343         if (end == buf) {
344                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
345                 usage(B_FALSE);
346         } else if (end[0] == '.') {
347                 double fval = strtod(buf, &end);
348                 fval *= pow(2, str2shift(end));
349                 if (fval > UINT64_MAX) {
350                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
351                             buf);
352                         usage(B_FALSE);
353                 }
354                 val = (uint64_t)fval;
355         } else {
356                 int shift = str2shift(end);
357                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
358                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
359                             buf);
360                         usage(B_FALSE);
361                 }
362                 val <<= shift;
363         }
364         return (val);
365 }
366
367 static void
368 usage(boolean_t requested)
369 {
370         char nice_vdev_size[10];
371         char nice_gang_bang[10];
372         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
373
374         nicenum(zopt_vdev_size, nice_vdev_size);
375         nicenum(metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
376
377         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
378             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
379             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
380             "\t[-a alignment_shift (default: %d) (use 0 for random)]\n"
381             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
382             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
383             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
384             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
385             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
386             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
387             "\t[-i initialize pool i times (default: %d)]\n"
388             "\t[-k kill percentage (default: %llu%%)]\n"
389             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
390             "\t[-f file directory for vdev files (default: %s)]\n"
391             "\t[-V(erbose)] (use multiple times for ever more blather)\n"
392             "\t[-E(xisting)] (use existing pool instead of creating new one)\n"
393             "\t[-T time] total run time (default: %llu sec)\n"
394             "\t[-P passtime] time per pass (default: %llu sec)\n"
395             "\t[-h] (print help)\n"
396             "",
397             cmdname,
398             (u_longlong_t)zopt_vdevs,                   /* -v */
399             nice_vdev_size,                             /* -s */
400             zopt_ashift,                                /* -a */
401             zopt_mirrors,                               /* -m */
402             zopt_raidz,                                 /* -r */
403             zopt_raidz_parity,                          /* -R */
404             zopt_datasets,                              /* -d */
405             zopt_threads,                               /* -t */
406             nice_gang_bang,                             /* -g */
407             zopt_init,                                  /* -i */
408             (u_longlong_t)zopt_killrate,                /* -k */
409             zopt_pool,                                  /* -p */
410             zopt_dir,                                   /* -f */
411             (u_longlong_t)zopt_time,                    /* -T */
412             (u_longlong_t)zopt_passtime);               /* -P */
413         exit(requested ? 0 : 1);
414 }
415
416 static uint64_t
417 ztest_random(uint64_t range)
418 {
419         uint64_t r;
420
421         if (range == 0)
422                 return (0);
423
424         if (read(ztest_random_fd, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
425                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
426
427         return (r % range);
428 }
429
430 /* ARGSUSED */
431 static void
432 ztest_record_enospc(char *s)
433 {
434         ztest_shared->zs_enospc_count++;
435 }
436
437 static void
438 process_options(int argc, char **argv)
439 {
440         int opt;
441         uint64_t value;
442
443         /* By default, test gang blocks for blocks 32K and greater */
444         metaslab_gang_bang = 32 << 10;
445
446         while ((opt = getopt(argc, argv,
447             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:h")) != EOF) {
448                 value = 0;
449                 switch (opt) {
450                 case 'v':
451                 case 's':
452                 case 'a':
453                 case 'm':
454                 case 'r':
455                 case 'R':
456                 case 'd':
457                 case 't':
458                 case 'g':
459                 case 'i':
460                 case 'k':
461                 case 'T':
462                 case 'P':
463                         value = nicenumtoull(optarg);
464                 }
465                 switch (opt) {
466                 case 'v':
467                         zopt_vdevs = value;
468                         break;
469                 case 's':
470                         zopt_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
471                         break;
472                 case 'a':
473                         zopt_ashift = value;
474                         break;
475                 case 'm':
476                         zopt_mirrors = value;
477                         break;
478                 case 'r':
479                         zopt_raidz = MAX(1, value);
480                         break;
481                 case 'R':
482                         zopt_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
483                         break;
484                 case 'd':
485                         zopt_datasets = MAX(1, value);
486                         break;
487                 case 't':
488                         zopt_threads = MAX(1, value);
489                         break;
490                 case 'g':
491                         metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
492                         break;
493                 case 'i':
494                         zopt_init = value;
495                         break;
496                 case 'k':
497                         zopt_killrate = value;
498                         break;
499                 case 'p':
500                         zopt_pool = strdup(optarg);
501                         break;
502                 case 'f':
503                         zopt_dir = strdup(optarg);
504                         break;
505                 case 'V':
506                         zopt_verbose++;
507                         break;
508                 case 'E':
509                         zopt_init = 0;
510                         break;
511                 case 'T':
512                         zopt_time = value;
513                         break;
514                 case 'P':
515                         zopt_passtime = MAX(1, value);
516                         break;
517                 case 'h':
518                         usage(B_TRUE);
519                         break;
520                 case '?':
521                 default:
522                         usage(B_FALSE);
523                         break;
524                 }
525         }
526
527         zopt_raidz_parity = MIN(zopt_raidz_parity, zopt_raidz - 1);
528
529         zopt_vdevtime = (zopt_vdevs > 0 ? zopt_time / zopt_vdevs : UINT64_MAX);
530         zopt_maxfaults = MAX(zopt_mirrors, 1) * (zopt_raidz_parity + 1) - 1;
531 }
532
533 static uint64_t
534 ztest_get_ashift(void)
535 {
536         if (zopt_ashift == 0)
537                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(3));
538         return (zopt_ashift);
539 }
540
541 static nvlist_t *
542 make_vdev_file(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift)
543 {
544         char pathbuf[MAXPATHLEN];
545         uint64_t vdev;
546         nvlist_t *file;
547
548         if (ashift == 0)
549                 ashift = ztest_get_ashift();
550
551         if (path == NULL) {
552                 path = pathbuf;
553
554                 if (aux != NULL) {
555                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
556                         (void) sprintf(path, ztest_aux_template,
557                             zopt_dir, zopt_pool, aux, vdev);
558                 } else {
559                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_primaries++;
560                         (void) sprintf(path, ztest_dev_template,
561                             zopt_dir, zopt_pool, vdev);
562                 }
563         }
564
565         if (size != 0) {
566                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
567                 if (fd == -1)
568                         fatal(1, "can't open %s", path);
569                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
570                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
571                 (void) close(fd);
572         }
573
574         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
575         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
576         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
577         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
578
579         return (file);
580 }
581
582 static nvlist_t *
583 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift, int r)
584 {
585         nvlist_t *raidz, **child;
586         int c;
587
588         if (r < 2)
589                 return (make_vdev_file(path, aux, size, ashift));
590         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
591
592         for (c = 0; c < r; c++)
593                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, size, ashift);
594
595         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
596         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
597             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
598         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
599             zopt_raidz_parity) == 0);
600         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
601             child, r) == 0);
602
603         for (c = 0; c < r; c++)
604                 nvlist_free(child[c]);
605
606         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
607
608         return (raidz);
609 }
610
611 static nvlist_t *
612 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift,
613         int r, int m)
614 {
615         nvlist_t *mirror, **child;
616         int c;
617
618         if (m < 1)
619                 return (make_vdev_raidz(path, aux, size, ashift, r));
620
621         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
622
623         for (c = 0; c < m; c++)
624                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, size, ashift, r);
625
626         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
627         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
628             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
629         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
630             child, m) == 0);
631
632         for (c = 0; c < m; c++)
633                 nvlist_free(child[c]);
634
635         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
636
637         return (mirror);
638 }
639
640 static nvlist_t *
641 make_vdev_root(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift,
642         int log, int r, int m, int t)
643 {
644         nvlist_t *root, **child;
645         int c;
646
647         ASSERT(t > 0);
648
649         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
650
651         for (c = 0; c < t; c++) {
652                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, size, ashift, r, m);
653                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
654                     log) == 0);
655         }
656
657         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
658         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
659         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
660             child, t) == 0);
661
662         for (c = 0; c < t; c++)
663                 nvlist_free(child[c]);
664
665         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
666
667         return (root);
668 }
669
670 static void
671 ztest_set_random_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
672 {
673         int bs = SPA_MINBLOCKSHIFT +
674             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT + 1);
675         int ibs = DN_MIN_INDBLKSHIFT +
676             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1);
677         int error;
678
679         error = dmu_object_set_blocksize(os, object, 1ULL << bs, ibs, tx);
680         if (error) {
681                 char osname[300];
682                 dmu_objset_name(os, osname);
683                 fatal(0, "dmu_object_set_blocksize('%s', %llu, %d, %d) = %d",
684                     osname, object, 1 << bs, ibs, error);
685         }
686 }
687
688 static uint8_t
689 ztest_random_checksum(void)
690 {
691         uint8_t checksum;
692
693         do {
694                 checksum = ztest_random(ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
695         } while (zio_checksum_table[checksum].ci_zbt);
696
697         if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
698                 checksum = ZIO_CHECKSUM_ON;
699
700         return (checksum);
701 }
702
703 static uint8_t
704 ztest_random_compress(void)
705 {
706         return ((uint8_t)ztest_random(ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS));
707 }
708
709 static int
710 ztest_replay_create(objset_t *os, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
711 {
712         dmu_tx_t *tx;
713         int error;
714
715         if (byteswap)
716                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
717
718         tx = dmu_tx_create(os);
719         dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
720         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
721         if (error) {
722                 dmu_tx_abort(tx);
723                 return (error);
724         }
725
726         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_doid, lr->lr_mode, 0,
727             DMU_OT_NONE, 0, tx);
728         ASSERT3U(error, ==, 0);
729         dmu_tx_commit(tx);
730
731         if (zopt_verbose >= 5) {
732                 char osname[MAXNAMELEN];
733                 dmu_objset_name(os, osname);
734                 (void) printf("replay create of %s object %llu"
735                     " in txg %llu = %d\n",
736                     osname, (u_longlong_t)lr->lr_doid,
737                     (u_longlong_t)dmu_tx_get_txg(tx), error);
738         }
739
740         return (error);
741 }
742
743 static int
744 ztest_replay_remove(objset_t *os, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
745 {
746         dmu_tx_t *tx;
747         int error;
748
749         if (byteswap)
750                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
751
752         tx = dmu_tx_create(os);
753         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_doid, 0, DMU_OBJECT_END);
754         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
755         if (error) {
756                 dmu_tx_abort(tx);
757                 return (error);
758         }
759
760         error = dmu_object_free(os, lr->lr_doid, tx);
761         dmu_tx_commit(tx);
762
763         return (error);
764 }
765
766 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
767         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
768         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
769         NULL,                   /* TX_MKDIR */
770         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
771         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
772         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
773         NULL,                   /* TX_RMDIR */
774         NULL,                   /* TX_LINK */
775         NULL,                   /* TX_RENAME */
776         NULL,                   /* TX_WRITE */
777         NULL,                   /* TX_TRUNCATE */
778         NULL,                   /* TX_SETATTR */
779         NULL,                   /* TX_ACL */
780 };
781
782 /*
783  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
784  * or create a pool with a bad vdev spec.
785  */
786 void
787 ztest_spa_create_destroy(ztest_args_t *za)
788 {
789         int error;
790         spa_t *spa;
791         nvlist_t *nvroot;
792
793         /*
794          * Attempt to create using a bad file.
795          */
796         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
797         error = spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL);
798         nvlist_free(nvroot);
799         if (error != ENOENT)
800                 fatal(0, "spa_create(bad_file) = %d", error);
801
802         /*
803          * Attempt to create using a bad mirror.
804          */
805         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
806         error = spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL);
807         nvlist_free(nvroot);
808         if (error != ENOENT)
809                 fatal(0, "spa_create(bad_mirror) = %d", error);
810
811         /*
812          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
813          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
814          */
815         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
816         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
817         error = spa_create(za->za_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL);
818         nvlist_free(nvroot);
819         if (error != EEXIST)
820                 fatal(0, "spa_create(whatever) = %d", error);
821
822         error = spa_open(za->za_pool, &spa, FTAG);
823         if (error)
824                 fatal(0, "spa_open() = %d", error);
825
826         error = spa_destroy(za->za_pool);
827         if (error != EBUSY)
828                 fatal(0, "spa_destroy() = %d", error);
829
830         spa_close(spa, FTAG);
831         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
832 }
833
834 static vdev_t *
835 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
836 {
837         vdev_t *mvd;
838
839         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
840                 return (vd);
841
842         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
843                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
844                     NULL)
845                         return (mvd);
846
847         return (NULL);
848 }
849
850 /*
851  * Verify that vdev_add() works as expected.
852  */
853 void
854 ztest_vdev_add_remove(ztest_args_t *za)
855 {
856         spa_t *spa = za->za_spa;
857         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
858         nvlist_t *nvroot;
859         int error;
860
861         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
862
863         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
864
865         ztest_shared->zs_vdev_primaries =
866             spa->spa_root_vdev->vdev_children * leaves;
867
868         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
869
870         /*
871          * Make 1/4 of the devices be log devices.
872          */
873         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, zopt_vdev_size, 0,
874             ztest_random(4) == 0, zopt_raidz, zopt_mirrors, 1);
875
876         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
877         nvlist_free(nvroot);
878
879         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
880
881         if (error == ENOSPC)
882                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
883         else if (error != 0)
884                 fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
885 }
886
887 /*
888  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
889  */
890 void
891 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_args_t *za)
892 {
893         spa_t *spa = za->za_spa;
894         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
895         spa_aux_vdev_t *sav;
896         char *aux;
897         uint64_t guid = 0;
898         int error;
899
900         if (ztest_random(2) == 0) {
901                 sav = &spa->spa_spares;
902                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
903         } else {
904                 sav = &spa->spa_l2cache;
905                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
906         }
907
908         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
909
910         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
911
912         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
913                 /*
914                  * Pick a random device to remove.
915                  */
916                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
917         } else {
918                 /*
919                  * Find an unused device we can add.
920                  */
921                 ztest_shared->zs_vdev_aux = 0;
922                 for (;;) {
923                         char path[MAXPATHLEN];
924                         int c;
925                         (void) sprintf(path, ztest_aux_template, zopt_dir,
926                             zopt_pool, aux, ztest_shared->zs_vdev_aux);
927                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
928                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
929                                     path) == 0)
930                                         break;
931                         if (c == sav->sav_count &&
932                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
933                                 break;
934                         ztest_shared->zs_vdev_aux++;
935                 }
936         }
937
938         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
939
940         if (guid == 0) {
941                 /*
942                  * Add a new device.
943                  */
944                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux,
945                     (zopt_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
946                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
947                 if (error != 0)
948                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
949                 nvlist_free(nvroot);
950         } else {
951                 /*
952                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
953                  * vdev state first to make sure we handle removal
954                  * of devices that have pending state changes.
955                  */
956                 if (ztest_random(2) == 0)
957                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
958
959                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
960                 if (error != 0 && error != EBUSY)
961                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
962         }
963
964         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
965 }
966
967 /*
968  * Verify that we can attach and detach devices.
969  */
970 void
971 ztest_vdev_attach_detach(ztest_args_t *za)
972 {
973         spa_t *spa = za->za_spa;
974         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
975         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
976         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
977         nvlist_t *root;
978         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
979         uint64_t leaf, top;
980         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
981         uint64_t oldguid, pguid;
982         size_t oldsize, newsize;
983         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
984         int replacing;
985         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
986         int newvd_is_spare = B_FALSE;
987         int oldvd_is_log;
988         int error, expected_error;
989
990         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
991
992         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
993
994         /*
995          * Decide whether to do an attach or a replace.
996          */
997         replacing = ztest_random(2);
998
999         /*
1000          * Pick a random top-level vdev.
1001          */
1002         top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1003
1004         /*
1005          * Pick a random leaf within it.
1006          */
1007         leaf = ztest_random(leaves);
1008
1009         /*
1010          * Locate this vdev.
1011          */
1012         oldvd = rvd->vdev_child[top];
1013         if (zopt_mirrors >= 1) {
1014                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
1015                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zopt_mirrors);
1016                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / zopt_raidz];
1017         }
1018         if (zopt_raidz > 1) {
1019                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
1020                 ASSERT(oldvd->vdev_children == zopt_raidz);
1021                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % zopt_raidz];
1022         }
1023
1024         /*
1025          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
1026          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
1027          */
1028         while (oldvd->vdev_children != 0) {
1029                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
1030                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
1031                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
1032         }
1033
1034         oldguid = oldvd->vdev_guid;
1035         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
1036         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
1037         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
1038         pvd = oldvd->vdev_parent;
1039         pguid = pvd->vdev_guid;
1040
1041         /*
1042          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
1043          */
1044         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
1045                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1046                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
1047                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
1048                     error != ENOTSUP)
1049                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
1050                 (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1051                 return;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
1056          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
1057          */
1058         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
1059                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
1060                 newvd_is_spare = B_TRUE;
1061                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
1062         } else {
1063                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
1064                     zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + leaf);
1065                 if (ztest_random(2) == 0)
1066                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
1067                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
1068         }
1069
1070         if (newvd) {
1071                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
1072         } else {
1073                 /*
1074                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
1075                  * If it's smaller, the attach should fail.
1076                  * If it's larger, and we're doing a replace,
1077                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
1078                  */
1079                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
1080         }
1081
1082         /*
1083          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
1084          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
1085          *
1086          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
1087          *
1088          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
1089          */
1090         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
1091             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
1092             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
1093             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
1094                 expected_error = ENOTSUP;
1095         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
1096                 expected_error = ENOTSUP;
1097         else if (newvd == oldvd)
1098                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
1099         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
1100                 expected_error = EBUSY;
1101         else if (newsize < oldsize)
1102                 expected_error = EOVERFLOW;
1103         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
1104                 expected_error = EDOM;
1105         else
1106                 expected_error = 0;
1107
1108         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
1109
1110         /*
1111          * Build the nvlist describing newpath.
1112          */
1113         root = make_vdev_root(newpath, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
1114             ashift, 0, 0, 0, 1);
1115
1116         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
1117
1118         nvlist_free(root);
1119
1120         /*
1121          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
1122          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
1123          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
1124          */
1125         if (expected_error == ENOTSUP &&
1126             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
1127                 expected_error = error;
1128
1129         /*
1130          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
1131          */
1132         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
1133                 expected_error = error;
1134
1135         /* XXX workaround 6690467 */
1136         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
1137                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
1138                     "returned %d, expected %d",
1139                     oldpath, (longlong_t)oldsize, newpath,
1140                     (longlong_t)newsize, replacing, error, expected_error);
1141         }
1142
1143         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
1148  */
1149 vdev_t *
1150 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
1151 {
1152         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
1153         size_t *newsize = arg;
1154         size_t fsize;
1155         int fd;
1156
1157         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
1158         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1159
1160         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
1161                 return (vd);
1162
1163         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1164         (void) ftruncate(fd, *newsize);
1165
1166         if (zopt_verbose >= 6) {
1167                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
1168                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
1169         }
1170         (void) close(fd);
1171         return (NULL);
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
1176  */
1177 /* ARGSUSED */
1178 vdev_t *
1179 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
1180 {
1181         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
1182         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
1183         vdev_t *pvd = vd->vdev_parent;
1184         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
1185
1186         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
1187         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1188
1189         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
1190         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
1191         (void) vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, NULL);
1192         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
1193
1194         /*
1195          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
1196          * still talking to the original vdev. It's possible this
1197          * vdev may have been detached/replaced while we were
1198          * trying to online it.
1199          */
1200         if (vd != vdev_lookup_by_guid(tvd, guid) || vd->vdev_parent != pvd) {
1201                 if (zopt_verbose >= 6) {
1202                         (void) printf("vdev %p has disappeared, was "
1203                             "guid %llu\n", (void *)vd, (u_longlong_t)guid);
1204                 }
1205                 return (vd);
1206         }
1207         return (NULL);
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
1212  * We continue to walk the tree until we either have walked all
1213  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
1214  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
1215  * leaf vdev we encounter.
1216  */
1217 vdev_t *
1218 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
1219 {
1220         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
1221                 if (func == NULL)
1222                         return (vd);
1223                 else
1224                         return (func(vd, arg));
1225         }
1226
1227         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
1228                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
1229                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
1230                         return (cvd);
1231         }
1232         return (NULL);
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
1237  */
1238 void
1239 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_args_t *za)
1240 {
1241         spa_t *spa = za->za_spa;
1242         vdev_t *vd, *tvd = NULL;
1243         size_t psize, newsize;
1244         uint64_t spa_newsize, spa_cursize, ms_count;
1245
1246         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1247         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1248         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
1249
1250         while (tvd == NULL || tvd->vdev_islog) {
1251                 uint64_t vdev;
1252
1253                 vdev = ztest_random(spa->spa_root_vdev->vdev_children);
1254                 tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[vdev];
1255         }
1256
1257         /*
1258          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
1259          * our top-level device.
1260          */
1261         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
1262         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
1263         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
1264
1265         psize = vd->vdev_psize;
1266
1267         /*
1268          * We only try to expand the vdev if it's less than 4x its
1269          * original size and it has a valid psize.
1270          */
1271         if (psize == 0 || psize >= 4 * zopt_vdev_size) {
1272                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
1273                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1274                 (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1275                 return;
1276         }
1277         ASSERT(psize > 0);
1278         newsize = psize + psize / 8;
1279         ASSERT3U(newsize, >, psize);
1280
1281         if (zopt_verbose >= 6) {
1282                 (void) printf("Expanding vdev %s from %lu to %lu\n",
1283                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
1284         }
1285
1286         spa_cursize = spa_get_space(spa);
1287         ms_count = tvd->vdev_ms_count;
1288
1289         /*
1290          * Growing the vdev is a two step process:
1291          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
1292          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
1293          */
1294         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
1295             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
1296             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
1297                 if (zopt_verbose >= 5) {
1298                         (void) printf("Could not expand LUN because "
1299                             "some vdevs were not healthy\n");
1300                 }
1301                 (void) spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
1302                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1303                 (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1304                 return;
1305         }
1306
1307         (void) spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
1308         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1309
1310         /*
1311          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
1312          * thus we must wait for the async thread to complete any
1313          * pending tasks before proceeding.
1314          */
1315         mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
1316         while (spa->spa_async_thread != NULL || spa->spa_async_tasks)
1317                 cv_wait(&spa->spa_async_cv, &spa->spa_async_lock);
1318         mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
1319
1320         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
1321         spa_newsize = spa_get_space(spa);
1322
1323         /*
1324          * Make sure we were able to grow the pool.
1325          */
1326         if (ms_count >= tvd->vdev_ms_count ||
1327             spa_cursize >= spa_newsize) {
1328                 (void) printf("Top-level vdev metaslab count: "
1329                     "before %llu, after %llu\n",
1330                     (u_longlong_t)ms_count,
1331                     (u_longlong_t)tvd->vdev_ms_count);
1332                 fatal(0, "LUN expansion failed: before %llu, "
1333                     "after %llu\n", spa_cursize, spa_newsize);
1334         } else if (zopt_verbose >= 5) {
1335                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
1336
1337                 nicenum(spa_cursize, oldnumbuf);
1338                 nicenum(spa_newsize, newnumbuf);
1339                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
1340                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
1341         }
1342         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
1343         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1344 }
1345
1346 /* ARGSUSED */
1347 static void
1348 ztest_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
1349 {
1350         /*
1351          * Create the directory object.
1352          */
1353         VERIFY(dmu_object_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
1354             DMU_OT_UINT64_OTHER, ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE,
1355             DMU_OT_UINT64_OTHER, 5 * sizeof (ztest_block_tag_t), tx) == 0);
1356
1357         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_MICROZAP_OBJ,
1358             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
1359
1360         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_FATZAP_OBJ,
1361             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
1362 }
1363
1364 static int
1365 ztest_destroy_cb(char *name, void *arg)
1366 {
1367         ztest_args_t *za = arg;
1368         objset_t *os;
1369         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
1370         int error;
1371
1372         /*
1373          * Verify that the dataset contains a directory object.
1374          */
1375         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER,
1376             DS_MODE_USER | DS_MODE_READONLY, &os);
1377         ASSERT3U(error, ==, 0);
1378         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, doi);
1379         if (error != ENOENT) {
1380                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
1381                 ASSERT3U(error, ==, 0);
1382                 ASSERT3U(doi->doi_type, ==, DMU_OT_UINT64_OTHER);
1383                 ASSERT3S(doi->doi_physical_blks, >=, 0);
1384         }
1385         dmu_objset_close(os);
1386
1387         /*
1388          * Destroy the dataset.
1389          */
1390         error = dmu_objset_destroy(name, B_FALSE);
1391         if (error) {
1392                 (void) dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER,
1393                     DS_MODE_USER | DS_MODE_READONLY, &os);
1394                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(os=%p) = %d\n", &os, error);
1395         }
1396         return (0);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
1401  */
1402 static uint64_t
1403 ztest_log_create(zilog_t *zilog, dmu_tx_t *tx, uint64_t object, int mode)
1404 {
1405         itx_t *itx;
1406         lr_create_t *lr;
1407         size_t namesize;
1408         char name[24];
1409
1410         (void) sprintf(name, "ZOBJ_%llu", (u_longlong_t)object);
1411         namesize = strlen(name) + 1;
1412
1413         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize +
1414             ztest_random(ZIL_MAX_BLKSZ));
1415         lr = (lr_create_t *)&itx->itx_lr;
1416         bzero(lr + 1, lr->lr_common.lrc_reclen - sizeof (*lr));
1417         lr->lr_doid = object;
1418         lr->lr_foid = 0;
1419         lr->lr_mode = mode;
1420         lr->lr_uid = 0;
1421         lr->lr_gid = 0;
1422         lr->lr_gen = dmu_tx_get_txg(tx);
1423         lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
1424         lr->lr_crtime[1] = 0;
1425         lr->lr_rdev = 0;
1426         bcopy(name, (char *)(lr + 1), namesize);
1427
1428         return (zil_itx_assign(zilog, itx, tx));
1429 }
1430
1431 void
1432 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_args_t *za)
1433 {
1434         int error;
1435         objset_t *os, *os2;
1436         char name[100];
1437         int basemode, expected_error;
1438         zilog_t *zilog;
1439         uint64_t seq;
1440         uint64_t objects;
1441
1442         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1443         (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_temp_%llu", za->za_pool, za->za_pool,
1444             (u_longlong_t)za->za_instance);
1445
1446         basemode = DS_MODE_TYPE(za->za_instance);
1447         if (basemode != DS_MODE_USER && basemode != DS_MODE_OWNER)
1448                 basemode = DS_MODE_USER;
1449
1450         /*
1451          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
1452          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
1453          * (invoked from ztest_destroy_cb() below) should just throw it away.
1454          */
1455         if (ztest_random(2) == 0 &&
1456             dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, DS_MODE_OWNER, &os) == 0) {
1457                 zil_replay(os, os, ztest_replay_vector);
1458                 dmu_objset_close(os);
1459         }
1460
1461         /*
1462          * There may be an old instance of the dataset we're about to
1463          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
1464          * and all of its snapshots.
1465          */
1466         (void) dmu_objset_find(name, ztest_destroy_cb, za,
1467             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
1468
1469         /*
1470          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
1471          */
1472         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, basemode, &os);
1473         if (error != ENOENT)
1474                 fatal(1, "dmu_objset_open(%s) found destroyed dataset %p",
1475                     name, os);
1476
1477         /*
1478          * Verify that we can create a new dataset.
1479          */
1480         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0,
1481             ztest_create_cb, NULL);
1482         if (error) {
1483                 if (error == ENOSPC) {
1484                         ztest_record_enospc("dmu_objset_create");
1485                         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1486                         return;
1487                 }
1488                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
1489         }
1490
1491         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, basemode, &os);
1492         if (error) {
1493                 fatal(0, "dmu_objset_open(%s) = %d", name, error);
1494         }
1495
1496         /*
1497          * Open the intent log for it.
1498          */
1499         zilog = zil_open(os, NULL);
1500
1501         /*
1502          * Put a random number of objects in there.
1503          */
1504         objects = ztest_random(20);
1505         seq = 0;
1506         while (objects-- != 0) {
1507                 uint64_t object;
1508                 dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
1509                 dmu_tx_hold_write(tx, DMU_NEW_OBJECT, 0, sizeof (name));
1510                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1511                 if (error) {
1512                         dmu_tx_abort(tx);
1513                 } else {
1514                         object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1515                             DMU_OT_NONE, 0, tx);
1516                         ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1517                         seq = ztest_log_create(zilog, tx, object,
1518                             DMU_OT_UINT64_OTHER);
1519                         dmu_write(os, object, 0, sizeof (name), name, tx);
1520                         dmu_tx_commit(tx);
1521                 }
1522                 if (ztest_random(5) == 0) {
1523                         zil_commit(zilog, seq, object);
1524                 }
1525                 if (ztest_random(100) == 0) {
1526                         error = zil_suspend(zilog);
1527                         if (error == 0) {
1528                                 zil_resume(zilog);
1529                         }
1530                 }
1531         }
1532
1533         /*
1534          * Verify that we cannot create an existing dataset.
1535          */
1536         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0, NULL, NULL);
1537         if (error != EEXIST)
1538                 fatal(0, "created existing dataset, error = %d", error);
1539
1540         /*
1541          * Verify that multiple dataset holds are allowed, but only when
1542          * the new access mode is compatible with the base mode.
1543          */
1544         if (basemode == DS_MODE_OWNER) {
1545                 error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, DS_MODE_USER,
1546                     &os2);
1547                 if (error)
1548                         fatal(0, "dmu_objset_open('%s') = %d", name, error);
1549                 else
1550                         dmu_objset_close(os2);
1551         }
1552         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, DS_MODE_OWNER, &os2);
1553         expected_error = (basemode == DS_MODE_OWNER) ? EBUSY : 0;
1554         if (error != expected_error)
1555                 fatal(0, "dmu_objset_open('%s') = %d, expected %d",
1556                     name, error, expected_error);
1557         if (error == 0)
1558                 dmu_objset_close(os2);
1559
1560         zil_close(zilog);
1561         dmu_objset_close(os);
1562
1563         error = dmu_objset_destroy(name, B_FALSE);
1564         if (error)
1565                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", name, error);
1566
1567         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
1572  */
1573 void
1574 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_args_t *za)
1575 {
1576         int error;
1577         objset_t *os = za->za_os;
1578         char snapname[100];
1579         char osname[MAXNAMELEN];
1580
1581         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1582         dmu_objset_name(os, osname);
1583         (void) snprintf(snapname, 100, "%s@%llu", osname,
1584             (u_longlong_t)za->za_instance);
1585
1586         error = dmu_objset_destroy(snapname, B_FALSE);
1587         if (error != 0 && error != ENOENT)
1588                 fatal(0, "dmu_objset_destroy() = %d", error);
1589         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snapname, '@')+1,
1590             NULL, FALSE);
1591         if (error == ENOSPC)
1592                 ztest_record_enospc("dmu_take_snapshot");
1593         else if (error != 0 && error != EEXIST)
1594                 fatal(0, "dmu_take_snapshot() = %d", error);
1595         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
1600  */
1601 void
1602 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t curval)
1603 {
1604         char snap1name[100];
1605         char clone1name[100];
1606         char snap2name[100];
1607         char clone2name[100];
1608         char snap3name[100];
1609         int error;
1610
1611         (void) snprintf(snap1name, 100, "%s@s1_%llu", osname, curval);
1612         (void) snprintf(clone1name, 100, "%s/c1_%llu", osname, curval);
1613         (void) snprintf(snap2name, 100, "%s@s2_%llu", clone1name, curval);
1614         (void) snprintf(clone2name, 100, "%s/c2_%llu", osname, curval);
1615         (void) snprintf(snap3name, 100, "%s@s3_%llu", clone1name, curval);
1616
1617         error = dmu_objset_destroy(clone2name, B_FALSE);
1618         if (error && error != ENOENT)
1619                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone2name, error);
1620         error = dmu_objset_destroy(snap3name, B_FALSE);
1621         if (error && error != ENOENT)
1622                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap3name, error);
1623         error = dmu_objset_destroy(snap2name, B_FALSE);
1624         if (error && error != ENOENT)
1625                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap2name, error);
1626         error = dmu_objset_destroy(clone1name, B_FALSE);
1627         if (error && error != ENOENT)
1628                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone1name, error);
1629         error = dmu_objset_destroy(snap1name, B_FALSE);
1630         if (error && error != ENOENT)
1631                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap1name, error);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
1636  */
1637 void
1638 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_args_t *za)
1639 {
1640         int error;
1641         objset_t *os = za->za_os;
1642         objset_t *clone;
1643         dsl_dataset_t *ds;
1644         char snap1name[100];
1645         char clone1name[100];
1646         char snap2name[100];
1647         char clone2name[100];
1648         char snap3name[100];
1649         char osname[MAXNAMELEN];
1650         uint64_t curval = za->za_instance;
1651
1652         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1653
1654         dmu_objset_name(os, osname);
1655         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, curval);
1656
1657         (void) snprintf(snap1name, 100, "%s@s1_%llu", osname, curval);
1658         (void) snprintf(clone1name, 100, "%s/c1_%llu", osname, curval);
1659         (void) snprintf(snap2name, 100, "%s@s2_%llu", clone1name, curval);
1660         (void) snprintf(clone2name, 100, "%s/c2_%llu", osname, curval);
1661         (void) snprintf(snap3name, 100, "%s@s3_%llu", clone1name, curval);
1662
1663         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snap1name, '@')+1,
1664             NULL, FALSE);
1665         if (error && error != EEXIST) {
1666                 if (error == ENOSPC) {
1667                         ztest_record_enospc("dmu_take_snapshot");
1668                         goto out;
1669                 }
1670                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
1671         }
1672
1673         error = dmu_objset_open(snap1name, DMU_OST_OTHER,
1674             DS_MODE_USER | DS_MODE_READONLY, &clone);
1675         if (error)
1676                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
1677
1678         error = dmu_objset_create(clone1name, DMU_OST_OTHER, clone, 0,
1679             NULL, NULL);
1680         dmu_objset_close(clone);
1681         if (error) {
1682                 if (error == ENOSPC) {
1683                         ztest_record_enospc("dmu_objset_create");
1684                         goto out;
1685                 }
1686                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
1687         }
1688
1689         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap2name, '@')+1,
1690             NULL, FALSE);
1691         if (error && error != EEXIST) {
1692                 if (error == ENOSPC) {
1693                         ztest_record_enospc("dmu_take_snapshot");
1694                         goto out;
1695                 }
1696                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
1697         }
1698
1699         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap3name, '@')+1,
1700             NULL, FALSE);
1701         if (error && error != EEXIST) {
1702                 if (error == ENOSPC) {
1703                         ztest_record_enospc("dmu_take_snapshot");
1704                         goto out;
1705                 }
1706                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
1707         }
1708
1709         error = dmu_objset_open(snap3name, DMU_OST_OTHER,
1710             DS_MODE_USER | DS_MODE_READONLY, &clone);
1711         if (error)
1712                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
1713
1714         error = dmu_objset_create(clone2name, DMU_OST_OTHER, clone, 0,
1715             NULL, NULL);
1716         dmu_objset_close(clone);
1717         if (error) {
1718                 if (error == ENOSPC) {
1719                         ztest_record_enospc("dmu_objset_create");
1720                         goto out;
1721                 }
1722                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
1723         }
1724
1725         error = dsl_dataset_own(snap1name, DS_MODE_READONLY, FTAG, &ds);
1726         if (error)
1727                 fatal(0, "dsl_dataset_own(%s) = %d", snap1name, error);
1728         error = dsl_dataset_promote(clone2name);
1729         if (error != EBUSY)
1730                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
1731                     error);
1732         dsl_dataset_disown(ds, FTAG);
1733
1734 out:
1735         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, curval);
1736
1737         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
1742  */
1743 void
1744 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_args_t *za)
1745 {
1746         objset_t *os = za->za_os;
1747         dmu_buf_t *db;
1748         dmu_tx_t *tx;
1749         uint64_t batchobj, object, batchsize, endoff, temp;
1750         int b, c, error, bonuslen;
1751         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
1752         char osname[MAXNAMELEN];
1753
1754         dmu_objset_name(os, osname);
1755
1756         endoff = -8ULL;
1757         batchsize = 2;
1758
1759         /*
1760          * Create a batch object if necessary, and record it in the directory.
1761          */
1762         VERIFY3U(0, ==, dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1763             sizeof (uint64_t), &batchobj, DMU_READ_PREFETCH));
1764         if (batchobj == 0) {
1765                 tx = dmu_tx_create(os);
1766                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1767                     sizeof (uint64_t));
1768                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1769                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1770                 if (error) {
1771                         ztest_record_enospc("create a batch object");
1772                         dmu_tx_abort(tx);
1773                         return;
1774                 }
1775                 batchobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1776                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1777                 ztest_set_random_blocksize(os, batchobj, tx);
1778                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1779                     sizeof (uint64_t), &batchobj, tx);
1780                 dmu_tx_commit(tx);
1781         }
1782
1783         /*
1784          * Destroy the previous batch of objects.
1785          */
1786         for (b = 0; b < batchsize; b++) {
1787                 VERIFY3U(0, ==, dmu_read(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1788                     sizeof (uint64_t), &object, DMU_READ_PREFETCH));
1789                 if (object == 0)
1790                         continue;
1791                 /*
1792                  * Read and validate contents.
1793                  * We expect the nth byte of the bonus buffer to be n.
1794                  */
1795                 VERIFY(0 == dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db));
1796                 za->za_dbuf = db;
1797
1798                 dmu_object_info_from_db(db, doi);
1799                 ASSERT(doi->doi_type == DMU_OT_UINT64_OTHER);
1800                 ASSERT(doi->doi_bonus_type == DMU_OT_PLAIN_OTHER);
1801                 ASSERT3S(doi->doi_physical_blks, >=, 0);
1802
1803                 bonuslen = doi->doi_bonus_size;
1804
1805                 for (c = 0; c < bonuslen; c++) {
1806                         if (((uint8_t *)db->db_data)[c] !=
1807                             (uint8_t)(c + bonuslen)) {
1808                                 fatal(0,
1809                                     "bad bonus: %s, obj %llu, off %d: %u != %u",
1810                                     osname, object, c,
1811                                     ((uint8_t *)db->db_data)[c],
1812                                     (uint8_t)(c + bonuslen));
1813                         }
1814                 }
1815
1816                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1817                 za->za_dbuf = NULL;
1818
1819                 /*
1820                  * We expect the word at endoff to be our object number.
1821                  */
1822                 VERIFY(0 == dmu_read(os, object, endoff,
1823                     sizeof (uint64_t), &temp, DMU_READ_PREFETCH));
1824
1825                 if (temp != object) {
1826                         fatal(0, "bad data in %s, got %llu, expected %llu",
1827                             osname, temp, object);
1828                 }
1829
1830                 /*
1831                  * Destroy old object and clear batch entry.
1832                  */
1833                 tx = dmu_tx_create(os);
1834                 dmu_tx_hold_write(tx, batchobj,
1835                     b * sizeof (uint64_t), sizeof (uint64_t));
1836                 dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1837                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1838                 if (error) {
1839                         ztest_record_enospc("free object");
1840                         dmu_tx_abort(tx);
1841                         return;
1842                 }
1843                 error = dmu_object_free(os, object, tx);
1844                 if (error) {
1845                         fatal(0, "dmu_object_free('%s', %llu) = %d",
1846                             osname, object, error);
1847                 }
1848                 object = 0;
1849
1850                 dmu_object_set_checksum(os, batchobj,
1851                     ztest_random_checksum(), tx);
1852                 dmu_object_set_compress(os, batchobj,
1853                     ztest_random_compress(), tx);
1854
1855                 dmu_write(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1856                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
1857
1858                 dmu_tx_commit(tx);
1859         }
1860
1861         /*
1862          * Before creating the new batch of objects, generate a bunch of churn.
1863          */
1864         for (b = ztest_random(100); b > 0; b--) {
1865                 tx = dmu_tx_create(os);
1866                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1867                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1868                 if (error) {
1869                         ztest_record_enospc("churn objects");
1870                         dmu_tx_abort(tx);
1871                         return;
1872                 }
1873                 object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1874                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1875                 ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1876                 error = dmu_object_free(os, object, tx);
1877                 if (error) {
1878                         fatal(0, "dmu_object_free('%s', %llu) = %d",
1879                             osname, object, error);
1880                 }
1881                 dmu_tx_commit(tx);
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Create a new batch of objects with randomly chosen
1886          * blocksizes and record them in the batch directory.
1887          */
1888         for (b = 0; b < batchsize; b++) {
1889                 uint32_t va_blksize;
1890                 u_longlong_t va_nblocks;
1891
1892                 tx = dmu_tx_create(os);
1893                 dmu_tx_hold_write(tx, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1894                     sizeof (uint64_t));
1895                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1896                 dmu_tx_hold_write(tx, DMU_NEW_OBJECT, endoff,
1897                     sizeof (uint64_t));
1898                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1899                 if (error) {
1900                         ztest_record_enospc("create batchobj");
1901                         dmu_tx_abort(tx);
1902                         return;
1903                 }
1904                 bonuslen = (int)ztest_random(dmu_bonus_max()) + 1;
1905
1906                 object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1907                     DMU_OT_PLAIN_OTHER, bonuslen, tx);
1908
1909                 ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1910
1911                 dmu_object_set_checksum(os, object,
1912                     ztest_random_checksum(), tx);
1913                 dmu_object_set_compress(os, object,
1914                     ztest_random_compress(), tx);
1915
1916                 dmu_write(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1917                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
1918
1919                 /*
1920                  * Write to both the bonus buffer and the regular data.
1921                  */
1922                 VERIFY(dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db) == 0);
1923                 za->za_dbuf = db;
1924                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db_size);
1925
1926                 dmu_object_size_from_db(db, &va_blksize, &va_nblocks);
1927                 ASSERT3S(va_nblocks, >=, 0);
1928
1929                 dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1930
1931                 /*
1932                  * See comments above regarding the contents of
1933                  * the bonus buffer and the word at endoff.
1934                  */
1935                 for (c = 0; c < bonuslen; c++)
1936                         ((uint8_t *)db->db_data)[c] = (uint8_t)(c + bonuslen);
1937
1938                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1939                 za->za_dbuf = NULL;
1940
1941                 /*
1942                  * Write to a large offset to increase indirection.
1943                  */
1944                 dmu_write(os, object, endoff, sizeof (uint64_t), &object, tx);
1945
1946                 dmu_tx_commit(tx);
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
1952  */
1953 typedef struct bufwad {
1954         uint64_t        bw_index;
1955         uint64_t        bw_txg;
1956         uint64_t        bw_data;
1957 } bufwad_t;
1958
1959 typedef struct dmu_read_write_dir {
1960         uint64_t        dd_packobj;
1961         uint64_t        dd_bigobj;
1962         uint64_t        dd_chunk;
1963 } dmu_read_write_dir_t;
1964
1965 void
1966 ztest_dmu_read_write(ztest_args_t *za)
1967 {
1968         objset_t *os = za->za_os;
1969         dmu_read_write_dir_t dd;
1970         dmu_tx_t *tx;
1971         int i, freeit, error;
1972         uint64_t n, s, txg;
1973         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
1974         uint64_t packoff, packsize, bigoff, bigsize;
1975         uint64_t regions = 997;
1976         uint64_t stride = 123456789ULL;
1977         uint64_t width = 40;
1978         int free_percent = 5;
1979
1980         /*
1981          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
1982          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
1983          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
1984          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
1985          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
1986          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
1987          *
1988          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
1989          *      bigobj, at the head of the nth chunk
1990          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
1991          *
1992          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
1993          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
1994          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
1995          *
1996          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
1997          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
1998          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
1999          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
2000          * tracking which parts of an object are allocated and free,
2001          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
2002          */
2003
2004         /*
2005          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
2006          */
2007         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2008             sizeof (dd), &dd, DMU_READ_PREFETCH));
2009         if (dd.dd_chunk == 0) {
2010                 ASSERT(dd.dd_packobj == 0);
2011                 ASSERT(dd.dd_bigobj == 0);
2012                 tx = dmu_tx_create(os);
2013                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd));
2014                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
2015                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2016                 if (error) {
2017                         ztest_record_enospc("create r/w directory");
2018                         dmu_tx_abort(tx);
2019                         return;
2020                 }
2021
2022                 dd.dd_packobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
2023                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
2024                 dd.dd_bigobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
2025                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
2026                 dd.dd_chunk = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
2027
2028                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_packobj, tx);
2029                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_bigobj, tx);
2030
2031                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd), &dd,
2032                     tx);
2033                 dmu_tx_commit(tx);
2034         }
2035
2036         /*
2037          * Prefetch a random chunk of the big object.
2038          * Our aim here is to get some async reads in flight
2039          * for blocks that we may free below; the DMU should
2040          * handle this race correctly.
2041          */
2042         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
2043         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
2044         dmu_prefetch(os, dd.dd_bigobj, n * dd.dd_chunk, s * dd.dd_chunk);
2045
2046         /*
2047          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
2048          */
2049         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
2050         s = 1 + ztest_random(width - 1);
2051
2052         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
2053         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
2054
2055         bigoff = n * dd.dd_chunk;
2056         bigsize = s * dd.dd_chunk;
2057
2058         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
2059         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
2060
2061         /*
2062          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
2063          * overwriting it.
2064          */
2065         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
2066
2067         /*
2068          * Read the current contents of our objects.
2069          */
2070         error = dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff, packsize, packbuf,
2071             DMU_READ_PREFETCH);
2072         ASSERT3U(error, ==, 0);
2073         error = dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
2074             DMU_READ_PREFETCH);
2075         ASSERT3U(error, ==, 0);
2076
2077         /*
2078          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
2079          */
2080         tx = dmu_tx_create(os);
2081
2082         dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_packobj, packoff, packsize);
2083
2084         if (freeit)
2085                 dmu_tx_hold_free(tx, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize);
2086         else
2087                 dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize);
2088
2089         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2090
2091         if (error) {
2092                 ztest_record_enospc("dmu r/w range");
2093                 dmu_tx_abort(tx);
2094                 umem_free(packbuf, packsize);
2095                 umem_free(bigbuf, bigsize);
2096                 return;
2097         }
2098
2099         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2100
2101         /*
2102          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
2103          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
2104          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
2105          * with the new values we want to write out.
2106          */
2107         for (i = 0; i < s; i++) {
2108                 /* LINTED */
2109                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
2110                 /* LINTED */
2111                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * dd.dd_chunk);
2112                 /* LINTED */
2113                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + dd.dd_chunk) - 1;
2114
2115                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
2116                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
2117
2118                 if (pack->bw_txg > txg)
2119                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
2120                             pack->bw_txg, txg);
2121
2122                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
2123                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
2124                             pack->bw_index, n, i);
2125
2126                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
2127                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
2128
2129                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
2130                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
2131
2132                 if (freeit) {
2133                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
2134                 } else {
2135                         pack->bw_index = n + i;
2136                         pack->bw_txg = txg;
2137                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
2138                 }
2139                 *bigH = *pack;
2140                 *bigT = *pack;
2141         }
2142
2143         /*
2144          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
2145          * Now write them out.
2146          */
2147         dmu_write(os, dd.dd_packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
2148
2149         if (freeit) {
2150                 if (zopt_verbose >= 6) {
2151                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
2152                             " txg %llx\n",
2153                             (u_longlong_t)bigoff,
2154                             (u_longlong_t)bigsize,
2155                             (u_longlong_t)txg);
2156                 }
2157                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, dd.dd_bigobj, bigoff,
2158                     bigsize, tx));
2159         } else {
2160                 if (zopt_verbose >= 6) {
2161                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
2162                             " txg %llx\n",
2163                             (u_longlong_t)bigoff,
2164                             (u_longlong_t)bigsize,
2165                             (u_longlong_t)txg);
2166                 }
2167                 dmu_write(os, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
2168         }
2169
2170         dmu_tx_commit(tx);
2171
2172         /*
2173          * Sanity check the stuff we just wrote.
2174          */
2175         {
2176                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
2177                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
2178
2179                 VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff,
2180                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
2181                 VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff,
2182                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
2183
2184                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
2185                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
2186
2187                 umem_free(packcheck, packsize);
2188                 umem_free(bigcheck, bigsize);
2189         }
2190
2191         umem_free(packbuf, packsize);
2192         umem_free(bigbuf, bigsize);
2193 }
2194
2195 void
2196 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
2197     uint64_t bigsize, uint64_t n, dmu_read_write_dir_t dd, uint64_t txg)
2198 {
2199         uint64_t i;
2200         bufwad_t *pack;
2201         bufwad_t *bigH;
2202         bufwad_t *bigT;
2203
2204         /*
2205          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
2206          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
2207          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
2208          * with the new values we want to write out.
2209          */
2210         for (i = 0; i < s; i++) {
2211                 /* LINTED */
2212                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
2213                 /* LINTED */
2214                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * dd.dd_chunk);
2215                 /* LINTED */
2216                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + dd.dd_chunk) - 1;
2217
2218                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
2219                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
2220
2221                 if (pack->bw_txg > txg)
2222                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
2223                             pack->bw_txg, txg);
2224
2225                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
2226                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
2227                             pack->bw_index, n, i);
2228
2229                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
2230                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
2231
2232                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
2233                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
2234
2235                 pack->bw_index = n + i;
2236                 pack->bw_txg = txg;
2237                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
2238
2239                 *bigH = *pack;
2240                 *bigT = *pack;
2241         }
2242 }
2243
2244 void
2245 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_args_t *za)
2246 {
2247         objset_t *os = za->za_os;
2248         dmu_read_write_dir_t dd;
2249         dmu_tx_t *tx;
2250         uint64_t i;
2251         int error;
2252         uint64_t n, s, txg;
2253         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
2254         uint64_t packoff, packsize, bigoff, bigsize;
2255         uint64_t regions = 997;
2256         uint64_t stride = 123456789ULL;
2257         uint64_t width = 9;
2258         dmu_buf_t *bonus_db;
2259         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
2260         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
2261
2262         /*
2263          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
2264          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
2265          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
2266          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
2267          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
2268          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
2269          *
2270          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
2271          *      bigobj, at the head of the nth chunk
2272          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
2273          *
2274          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
2275          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
2276          */
2277
2278         /*
2279          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
2280          */
2281         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2282             sizeof (dd), &dd, DMU_READ_PREFETCH));
2283         if (dd.dd_chunk == 0) {
2284                 ASSERT(dd.dd_packobj == 0);
2285                 ASSERT(dd.dd_bigobj == 0);
2286                 tx = dmu_tx_create(os);
2287                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd));
2288                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
2289                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2290                 if (error) {
2291                         ztest_record_enospc("create r/w directory");
2292                         dmu_tx_abort(tx);
2293                         return;
2294                 }
2295
2296                 dd.dd_packobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
2297                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
2298                 dd.dd_bigobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
2299                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
2300                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_packobj, tx);
2301                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_bigobj, tx);
2302
2303                 VERIFY(dmu_object_info(os, dd.dd_bigobj, doi) == 0);
2304                 ASSERT(doi->doi_data_block_size >= 2 * sizeof (bufwad_t));
2305                 ASSERT(ISP2(doi->doi_data_block_size));
2306                 dd.dd_chunk = doi->doi_data_block_size;
2307
2308                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd), &dd,
2309                     tx);
2310                 dmu_tx_commit(tx);
2311         } else {
2312                 VERIFY(dmu_object_info(os, dd.dd_bigobj, doi) == 0);
2313                 VERIFY(ISP2(doi->doi_data_block_size));
2314                 VERIFY(dd.dd_chunk == doi->doi_data_block_size);
2315                 VERIFY(dd.dd_chunk >= 2 * sizeof (bufwad_t));
2316         }
2317
2318         /*
2319          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
2320          */
2321         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
2322         s = 1 + ztest_random(width - 1);
2323
2324         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
2325         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
2326
2327         bigoff = n * dd.dd_chunk;
2328         bigsize = s * dd.dd_chunk;
2329
2330         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
2331         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
2332
2333         VERIFY(dmu_bonus_hold(os, dd.dd_bigobj, FTAG, &bonus_db) == 0);
2334
2335         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
2336
2337         /*
2338          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
2339          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
2340          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
2341          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
2342          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
2343          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
2344          * Iteration 6 one more zcopy write.
2345          */
2346         for (i = 0; i < 7; i++) {
2347                 uint64_t j;
2348                 uint64_t off;
2349
2350                 /*
2351                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
2352                  * that don't match bigobj blksz to test
2353                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
2354                  * assign an arcbuf to a dbuf.
2355                  */
2356                 for (j = 0; j < s; j++) {
2357                         if (i != 5) {
2358                                 bigbuf_arcbufs[j] =
2359                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db,
2360                                     dd.dd_chunk);
2361                         } else {
2362                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
2363                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db,
2364                                     dd.dd_chunk / 2);
2365                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
2366                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db,
2367                                     dd.dd_chunk / 2);
2368                         }
2369                 }
2370
2371                 /*
2372                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
2373                  */
2374                 tx = dmu_tx_create(os);
2375
2376                 dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_packobj, packoff, packsize);
2377                 dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize);
2378
2379                 if (ztest_random(100) == 0) {
2380                         error = -1;
2381                 } else {
2382                         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2383                 }
2384
2385                 if (error) {
2386                         if (error != -1) {
2387                                 ztest_record_enospc("dmu r/w range");
2388                         }
2389                         dmu_tx_abort(tx);
2390                         umem_free(packbuf, packsize);
2391                         umem_free(bigbuf, bigsize);
2392                         for (j = 0; j < s; j++) {
2393                                 if (i != 5) {
2394                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
2395                                 } else {
2396                                         dmu_return_arcbuf(
2397                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
2398                                         dmu_return_arcbuf(
2399                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
2400                                 }
2401                         }
2402                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
2403                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
2404                         return;
2405                 }
2406
2407                 txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2408
2409                 /*
2410                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
2411                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
2412                  * existing dbufs for the specified offsets.
2413                  */
2414                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
2415                         error = dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff,
2416                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
2417                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2418                         error = dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize,
2419                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
2420                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2421                 }
2422                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
2423                     n, dd, txg);
2424
2425                 /*
2426                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
2427                  * Now write them out.
2428                  */
2429                 dmu_write(os, dd.dd_packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
2430                 if (zopt_verbose >= 6) {
2431                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
2432                             " txg %llx\n",
2433                             (u_longlong_t)bigoff,
2434                             (u_longlong_t)bigsize,
2435                             (u_longlong_t)txg);
2436                 }
2437                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += dd.dd_chunk) {
2438                         dmu_buf_t *dbt;
2439                         if (i != 5) {
2440                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
2441                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, dd.dd_chunk);
2442                         } else {
2443                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
2444                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
2445                                     dd.dd_chunk / 2);
2446                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
2447                                     dd.dd_chunk / 2,
2448                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
2449                                     dd.dd_chunk / 2);
2450                         }
2451
2452                         if (i == 1) {
2453                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, dd.dd_bigobj, off,
2454                                     FTAG, &dbt) == 0);
2455                         }
2456                         if (i != 5) {
2457                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
2458                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
2459                         } else {
2460                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
2461                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
2462                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
2463                                     off + dd.dd_chunk / 2,
2464                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
2465                         }
2466                         if (i == 1) {
2467                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
2468                         }
2469                 }
2470                 dmu_tx_commit(tx);
2471
2472                 /*
2473                  * Sanity check the stuff we just wrote.
2474                  */
2475                 {
2476                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
2477                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
2478
2479                         VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff,
2480                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
2481                         VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff,
2482                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
2483
2484                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
2485                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
2486
2487                         umem_free(packcheck, packsize);
2488                         umem_free(bigcheck, bigsize);
2489                 }
2490                 if (i == 2) {
2491                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
2492                 } else if (i == 3) {
2493                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2494                 }
2495         }
2496
2497         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
2498         umem_free(packbuf, packsize);
2499         umem_free(bigbuf, bigsize);
2500         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
2501 }
2502
2503 void
2504 ztest_dmu_check_future_leak(ztest_args_t *za)
2505 {
2506         objset_t *os = za->za_os;
2507         dmu_buf_t *db;
2508         ztest_block_tag_t *bt;
2509         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
2510
2511         /*
2512          * Make sure that, if there is a write record in the bonus buffer
2513          * of the ZTEST_DIROBJ, that the txg for this record is <= the
2514          * last synced txg of the pool.
2515          */
2516         VERIFY(dmu_bonus_hold(os, ZTEST_DIROBJ, FTAG, &db) == 0);
2517         za->za_dbuf = db;
2518         VERIFY(dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, doi) == 0);
2519         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
2520         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, <=, db->db_size);
2521         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size % sizeof (*bt), ==, 0);
2522         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi->doi_bonus_size - sizeof (*bt));
2523         if (bt->bt_objset != 0) {
2524                 ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
2525                 ASSERT3U(bt->bt_object, ==, ZTEST_DIROBJ);
2526                 ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, -1ULL);
2527                 ASSERT3U(bt->bt_txg, <, spa_first_txg(za->za_spa));
2528         }
2529         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2530         za->za_dbuf = NULL;
2531 }
2532
2533 void
2534 ztest_dmu_write_parallel(ztest_args_t *za)
2535 {
2536         objset_t *os = za->za_os;
2537         ztest_block_tag_t *rbt = &za->za_rbt;
2538         ztest_block_tag_t *wbt = &za->za_wbt;
2539         const size_t btsize = sizeof (ztest_block_tag_t);
2540         dmu_buf_t *db;
2541         int b, error;
2542         int bs = ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE;
2543         int do_free = 0;
2544         uint64_t off, txg, txg_how;
2545         mutex_t *lp;
2546         char osname[MAXNAMELEN];
2547         char iobuf[SPA_MAXBLOCKSIZE];
2548         blkptr_t blk = { 0 };
2549         uint64_t blkoff;
2550         zbookmark_t zb;
2551         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
2552         dmu_buf_t *bonus_db;
2553         arc_buf_t *abuf = NULL;
2554
2555         dmu_objset_name(os, osname);
2556
2557         /*
2558          * Have multiple threads write to large offsets in ZTEST_DIROBJ
2559          * to verify that having multiple threads writing to the same object
2560          * in parallel doesn't cause any trouble.
2561          */
2562         if (ztest_random(4) == 0) {
2563                 /*
2564                  * Do the bonus buffer instead of a regular block.
2565                  * We need a lock to serialize resize vs. others,
2566                  * so we hash on the objset ID.
2567                  */
2568                 b = dmu_objset_id(os) % ZTEST_SYNC_LOCKS;
2569                 off = -1ULL;
2570                 dmu_tx_hold_bonus(tx, ZTEST_DIROBJ);
2571         } else {
2572                 b = ztest_random(ZTEST_SYNC_LOCKS);
2573                 off = za->za_diroff_shared + (b << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
2574                 if (ztest_random(4) == 0) {
2575                         do_free = 1;
2576                         dmu_tx_hold_free(tx, ZTEST_DIROBJ, off, bs);
2577                 } else {
2578                         dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, off, bs);
2579                 }
2580         }
2581
2582         if (off != -1ULL && P2PHASE(off, bs) == 0 && !do_free &&
2583             ztest_random(8) == 0) {
2584                 VERIFY(dmu_bonus_hold(os, ZTEST_DIROBJ, FTAG, &bonus_db) == 0);
2585                 abuf = dmu_request_arcbuf(bonus_db, bs);
2586         }
2587
2588         txg_how = ztest_random(2) == 0 ? TXG_WAIT : TXG_NOWAIT;
2589         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
2590         if (error) {
2591                 if (error == ERESTART) {
2592                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
2593                         dmu_tx_wait(tx);
2594                 } else {
2595                         ztest_record_enospc("dmu write parallel");
2596                 }
2597                 dmu_tx_abort(tx);
2598                 if (abuf != NULL) {
2599                         dmu_return_arcbuf(abuf);
2600                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
2601                 }
2602                 return;
2603         }
2604         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2605
2606         lp = &ztest_shared->zs_sync_lock[b];
2607         (void) mutex_lock(lp);
2608
2609         wbt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
2610         wbt->bt_object = ZTEST_DIROBJ;
2611         wbt->bt_offset = off;
2612         wbt->bt_txg = txg;
2613         wbt->bt_thread = za->za_instance;
2614         wbt->bt_seq = ztest_shared->zs_seq[b]++;        /* protected by lp */
2615
2616         /*
2617          * Occasionally, write an all-zero block to test the behavior
2618          * of blocks that compress into holes.
2619          */
2620         if (off != -1ULL && ztest_random(8) == 0)
2621                 bzero(wbt, btsize);
2622
2623         if (off == -1ULL) {
2624                 dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
2625                 char *dboff;
2626
2627                 VERIFY(dmu_bonus_hold(os, ZTEST_DIROBJ, FTAG, &db) == 0);
2628                 za->za_dbuf = db;
2629                 dmu_object_info_from_db(db, doi);
2630                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, <=, db->db_size);
2631                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, >=, btsize);
2632                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size % btsize, ==, 0);
2633                 dboff = (char *)db->db_data + doi->doi_bonus_size - btsize;
2634                 bcopy(dboff, rbt, btsize);
2635                 if (rbt->bt_objset != 0) {
2636                         ASSERT3U(rbt->bt_objset, ==, wbt->bt_objset);
2637                         ASSERT3U(rbt->bt_object, ==, wbt->bt_object);
2638                         ASSERT3U(rbt->bt_offset, ==, wbt->bt_offset);
2639                         ASSERT3U(rbt->bt_txg, <=, wbt->bt_txg);
2640                 }
2641                 if (ztest_random(10) == 0) {
2642                         int newsize = (ztest_random(db->db_size /
2643                             btsize) + 1) * btsize;
2644
2645                         ASSERT3U(newsize, >=, btsize);
2646                         ASSERT3U(newsize, <=, db->db_size);
2647                         VERIFY3U(dmu_set_bonus(db, newsize, tx), ==, 0);
2648                         dboff = (char *)db->db_data + newsize - btsize;
2649                 }
2650                 dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2651                 bcopy(wbt, dboff, btsize);
2652                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2653                 za->za_dbuf = NULL;
2654         } else if (do_free) {
2655                 VERIFY(dmu_free_range(os, ZTEST_DIROBJ, off, bs, tx) == 0);
2656         } else if (abuf == NULL) {
2657                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, off, btsize, wbt, tx);
2658         } else {
2659                 bcopy(wbt, abuf->b_data, btsize);
2660                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off, abuf, tx);
2661                 dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
2662         }
2663
2664         (void) mutex_unlock(lp);
2665
2666         if (ztest_random(1000) == 0)
2667                 (void) poll(NULL, 0, 1); /* open dn_notxholds window */
2668
2669         dmu_tx_commit(tx);
2670
2671         if (ztest_random(10000) == 0)
2672                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2673
2674         if (off == -1ULL || do_free)
2675                 return;
2676
2677         if (ztest_random(2) != 0)
2678                 return;
2679
2680         /*
2681          * dmu_sync() the block we just wrote.
2682          */
2683         (void) mutex_lock(lp);
2684
2685         blkoff = P2ALIGN_TYPED(off, bs, uint64_t);
2686         error = dmu_buf_hold(os, ZTEST_DIROBJ, blkoff, FTAG, &db);
2687         za->za_dbuf = db;
2688         if (error) {
2689                 (void) mutex_unlock(lp);
2690                 return;
2691         }
2692         blkoff = off - blkoff;
2693         error = dmu_sync(NULL, db, &blk, txg, NULL, NULL);
2694         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2695         za->za_dbuf = NULL;
2696
2697         if (error) {
2698                 (void) mutex_unlock(lp);
2699                 return;
2700         }
2701
2702         if (blk.blk_birth == 0) {       /* concurrent free */
2703                 (void) mutex_unlock(lp);
2704                 return;
2705         }
2706
2707         txg_suspend(dmu_objset_pool(os));
2708
2709         (void) mutex_unlock(lp);
2710
2711         ASSERT(blk.blk_fill == 1);
2712         ASSERT3U(BP_GET_TYPE(&blk), ==, DMU_OT_UINT64_OTHER);
2713         ASSERT3U(BP_GET_LEVEL(&blk), ==, 0);
2714         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(&blk), ==, bs);
2715
2716         /*
2717          * Read the block that dmu_sync() returned to make sure its contents
2718          * match what we wrote.  We do this while still txg_suspend()ed
2719          * to ensure that the block can't be reused before we read it.
2720          */
2721         zb.zb_objset = dmu_objset_id(os);
2722         zb.zb_object = ZTEST_DIROBJ;
2723         zb.zb_level = 0;
2724         zb.zb_blkid = off / bs;
2725         error = zio_wait(zio_read(NULL, za->za_spa, &blk, iobuf, bs,
2726             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb));
2727         ASSERT3U(error, ==, 0);
2728
2729         txg_resume(dmu_objset_pool(os));
2730
2731         bcopy(&iobuf[blkoff], rbt, btsize);
2732
2733         if (rbt->bt_objset == 0)                /* concurrent free */
2734                 return;
2735
2736         if (wbt->bt_objset == 0)                /* all-zero overwrite */
2737                 return;
2738
2739         ASSERT3U(rbt->bt_objset, ==, wbt->bt_objset);
2740         ASSERT3U(rbt->bt_object, ==, wbt->bt_object);
2741         ASSERT3U(rbt->bt_offset, ==, wbt->bt_offset);
2742
2743         /*
2744          * The semantic of dmu_sync() is that we always push the most recent
2745          * version of the data, so in the face of concurrent updates we may
2746          * see a newer version of the block.  That's OK.
2747          */
2748         ASSERT3U(rbt->bt_txg, >=, wbt->bt_txg);
2749         if (rbt->bt_thread == wbt->bt_thread)
2750                 ASSERT3U(rbt->bt_seq, ==, wbt->bt_seq);
2751         else
2752                 ASSERT3U(rbt->bt_seq, >, wbt->bt_seq);
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
2757  */
2758 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
2759 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
2760 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
2761
2762 void
2763 ztest_zap(ztest_args_t *za)
2764 {
2765         objset_t *os = za->za_os;
2766         uint64_t object;
2767         uint64_t txg, last_txg;
2768         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
2769         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
2770         int i, ints;
2771         dmu_tx_t *tx;
2772         char propname[100], txgname[100];
2773         int error;
2774         char osname[MAXNAMELEN];
2775         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
2776
2777         dmu_objset_name(os, osname);
2778
2779         /*
2780          * Create a new object if necessary, and record it in the directory.
2781          */
2782         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2783             sizeof (uint64_t), &object, DMU_READ_PREFETCH));
2784
2785         if (object == 0) {
2786                 tx = dmu_tx_create(os);
2787                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2788                     sizeof (uint64_t));
2789                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, TRUE, NULL);
2790                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2791                 if (error) {
2792                         ztest_record_enospc("create zap test obj");
2793                         dmu_tx_abort(tx);
2794                         return;
2795                 }
2796                 object = zap_create(os, DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx);
2797                 if (error) {
2798                         fatal(0, "zap_create('%s', %llu) = %d",
2799                             osname, object, error);
2800                 }
2801                 ASSERT(object != 0);
2802                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2803                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
2804                 /*
2805                  * Generate a known hash collision, and verify that
2806                  * we can lookup and remove both entries.
2807                  */
2808                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2809                         value[i] = i;
2810                         error = zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
2811                             1, &value[i], tx);
2812                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2813                 }
2814                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2815                         error = zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
2816                             1, &value[i], tx);
2817                         ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
2818                         error = zap_length(os, object, hc[i],
2819                             &zl_intsize, &zl_ints);
2820                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2821                         ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2822                         ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
2823                 }
2824                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2825                         error = zap_remove(os, object, hc[i], tx);
2826                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2827                 }
2828
2829                 dmu_tx_commit(tx);
2830         }
2831
2832         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
2833
2834         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
2835         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
2836         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
2837         bzero(value, sizeof (value));
2838         last_txg = 0;
2839
2840         /*
2841          * If these zap entries already exist, validate their contents.
2842          */
2843         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
2844         if (error == 0) {
2845                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2846                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
2847
2848                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
2849                     zl_ints, &last_txg) == 0);
2850
2851                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
2852                     &zl_ints) == 0);
2853
2854                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2855                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
2856
2857                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
2858                     zl_ints, value) == 0);
2859
2860                 for (i = 0; i < ints; i++) {
2861                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
2862                 }
2863         } else {
2864                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
2865         }
2866
2867         /*
2868          * Atomically update two entries in our zap object.
2869          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
2870          * in which the property was last updated.  The second
2871          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
2872          * should be txg + object + n.
2873          */
2874         tx = dmu_tx_create(os);
2875         dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
2876         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2877         if (error) {
2878                 ztest_record_enospc("create zap entry");
2879                 dmu_tx_abort(tx);
2880                 return;
2881         }
2882         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2883
2884         if (last_txg > txg)
2885                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
2886
2887         for (i = 0; i < ints; i++)
2888                 value[i] = txg + object + i;
2889
2890         error = zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t), 1, &txg, tx);
2891         if (error)
2892                 fatal(0, "zap_update('%s', %llu, '%s') = %d",
2893                     osname, object, txgname, error);
2894
2895         error = zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
2896             ints, value, tx);
2897         if (error)
2898                 fatal(0, "zap_update('%s', %llu, '%s') = %d",
2899                     osname, object, propname, error);
2900
2901         dmu_tx_commit(tx);
2902
2903         /*
2904          * Remove a random pair of entries.
2905          */
2906         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
2907         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
2908         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
2909
2910         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
2911
2912         if (error == ENOENT)
2913                 return;
2914
2915         ASSERT3U(error, ==, 0);
2916
2917         tx = dmu_tx_create(os);
2918         dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
2919         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2920         if (error) {
2921                 ztest_record_enospc("remove zap entry");
2922                 dmu_tx_abort(tx);
2923                 return;
2924         }
2925         error = zap_remove(os, object, txgname, tx);
2926         if (error)
2927                 fatal(0, "zap_remove('%s', %llu, '%s') = %d",
2928                     osname, object, txgname, error);
2929
2930         error = zap_remove(os, object, propname, tx);
2931         if (error)
2932                 fatal(0, "zap_remove('%s', %llu, '%s') = %d",
2933                     osname, object, propname, error);
2934
2935         dmu_tx_commit(tx);
2936
2937         /*
2938          * Once in a while, destroy the object.
2939          */
2940         if (ztest_random(1000) != 0)
2941                 return;
2942
2943         tx = dmu_tx_create(os);
2944         dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (uint64_t));
2945         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
2946         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2947         if (error) {
2948                 ztest_record_enospc("destroy zap object");
2949                 dmu_tx_abort(tx);
2950                 return;
2951         }
2952         error = zap_destroy(os, object, tx);
2953         if (error)
2954                 fatal(0, "zap_destroy('%s', %llu) = %d",
2955                     osname, object, error);
2956         object = 0;
2957         dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (uint64_t),
2958             &object, tx);
2959         dmu_tx_commit(tx);
2960 }
2961
2962 void
2963 ztest_zap_parallel(ztest_args_t *za)
2964 {
2965         objset_t *os = za->za_os;
2966         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
2967         dmu_tx_t *tx;
2968         int i, namelen, error;
2969         char name[20], string_value[20];
2970         void *data;
2971
2972         /*
2973          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
2974          * x is a random printable character and the dots are dots.
2975          * There are 94 such characters, and the name length goes from
2976          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
2977          */
2978         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
2979
2980         for (i = 0; i < 3; i++)
2981                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
2982         for (; i < namelen - 1; i++)
2983                 name[i] = '.';
2984         name[i] = '\0';
2985
2986         if (ztest_random(2) == 0)
2987                 object = ZTEST_MICROZAP_OBJ;
2988         else
2989                 object = ZTEST_FATZAP_OBJ;
2990
2991         if ((namelen & 1) || object == ZTEST_MICROZAP_OBJ) {
2992                 wsize = sizeof (txg);
2993                 wc = 1;
2994                 data = &txg;
2995         } else {
2996                 wsize = 1;
2997                 wc = namelen;
2998                 data = string_value;
2999         }
3000
3001         count = -1ULL;
3002         VERIFY(zap_count(os, object, &count) == 0);
3003         ASSERT(count != -1ULL);
3004
3005         /*
3006          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
3007          */
3008         i = ztest_random(5);
3009
3010         if (i >= 2) {
3011                 tx = dmu_tx_create(os);
3012                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
3013                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
3014                 if (error) {
3015                         ztest_record_enospc("zap parallel");
3016                         dmu_tx_abort(tx);
3017                         return;
3018                 }
3019                 txg = dmu_tx_get_txg(tx);
3020                 bcopy(name, string_value, namelen);
3021         } else {
3022                 tx = NULL;
3023                 txg = 0;
3024                 bzero(string_value, namelen);
3025         }
3026
3027         switch (i) {
3028
3029         case 0:
3030                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
3031                 if (error == 0) {
3032                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
3033                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
3034                 } else {
3035                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
3036                 }
3037                 break;
3038
3039         case 1:
3040                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
3041                 if (error == 0) {
3042                         if (data == string_value &&
3043                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
3044                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
3045                                     name, data, namelen);
3046                 } else {
3047                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
3048                 }
3049                 break;
3050
3051         case 2:
3052                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
3053                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
3054                 break;
3055
3056         case 3:
3057                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
3058                 break;
3059
3060         case 4:
3061                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
3062                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
3063                 break;
3064         }
3065
3066         if (tx != NULL)
3067                 dmu_tx_commit(tx);
3068 }
3069
3070 void
3071 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_args_t *za)
3072 {
3073         objset_t *os = za->za_os;
3074         int i, inherit;
3075         uint64_t value;
3076         const char *prop, *valname;
3077         char setpoint[MAXPATHLEN];
3078         char osname[MAXNAMELEN];
3079         int error;
3080
3081         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3082
3083         dmu_objset_name(os, osname);
3084
3085         for (i = 0; i < 2; i++) {
3086                 if (i == 0) {
3087                         prop = "checksum";
3088                         value = ztest_random_checksum();
3089                         inherit = (value == ZIO_CHECKSUM_INHERIT);
3090                 } else {
3091                         prop = "compression";
3092                         value = ztest_random_compress();
3093                         inherit = (value == ZIO_COMPRESS_INHERIT);
3094                 }
3095
3096                 error = dsl_prop_set(osname, prop, sizeof (value),
3097                     !inherit, &value);
3098
3099                 if (error == ENOSPC) {
3100                         ztest_record_enospc("dsl_prop_set");
3101                         break;
3102                 }
3103
3104                 ASSERT3U(error, ==, 0);
3105
3106                 VERIFY3U(dsl_prop_get(osname, prop, sizeof (value),
3107                     1, &value, setpoint), ==, 0);
3108
3109                 if (i == 0)
3110                         valname = zio_checksum_table[value].ci_name;
3111                 else
3112                         valname = zio_compress_table[value].ci_name;
3113
3114                 if (zopt_verbose >= 6) {
3115                         (void) printf("%s %s = %s for '%s'\n",
3116                             osname, prop, valname, setpoint);
3117                 }
3118         }
3119
3120         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3121 }
3122
3123 /*
3124  * Inject random faults into the on-disk data.
3125  */
3126 void
3127 ztest_fault_inject(ztest_args_t *za)
3128 {
3129         int fd;
3130         uint64_t offset;
3131         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
3132         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecade;
3133         uint64_t top, leaf;
3134         char path0[MAXPATHLEN];
3135         char pathrand[MAXPATHLEN];
3136         size_t fsize;
3137         spa_t *spa = za->za_spa;
3138         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
3139         int iters = 1000;
3140         int maxfaults = zopt_maxfaults;
3141         vdev_t *vd0 = NULL;
3142         uint64_t guid0 = 0;
3143
3144         ASSERT(leaves >= 1);
3145
3146         /*
3147          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
3148          */
3149         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
3150
3151         if (ztest_random(2) == 0) {
3152                 /*
3153                  * Inject errors on a normal data device.
3154                  */
3155                 top = ztest_random(spa->spa_root_vdev->vdev_children);
3156                 leaf = ztest_random(leaves);
3157
3158                 /*
3159                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
3160                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
3161                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
3162                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
3163                  */
3164                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
3165                     zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + 0);
3166                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
3167                     zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + leaf);
3168
3169                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
3170                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1) {
3171                         /*
3172                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
3173                          * or unwriteable, or reach behind its back
3174                          * and close the underlying fd.  We can do this if
3175                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
3176                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
3177                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
3178                          * combination of this with injection of random data
3179                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
3180                          */
3181                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
3182
3183                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
3184                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
3185                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
3186                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
3187                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
3188                         } else {
3189                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
3190                         }
3191                         guid0 = vd0->vdev_guid;
3192                 }
3193         } else {
3194                 /*
3195                  * Inject errors on an l2cache device.
3196                  */
3197                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
3198
3199                 if (sav->sav_count == 0) {
3200                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
3201                         return;
3202                 }
3203                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
3204                 guid0 = vd0->vdev_guid;
3205                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
3206                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
3207
3208                 leaf = 0;
3209                 leaves = 1;
3210                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
3211         }
3212
3213         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
3214
3215         if (maxfaults == 0)
3216                 return;
3217
3218         /*
3219          * If we can tolerate two or more faults, randomly online/offline vd0.
3220          */
3221         if (maxfaults >= 2 && guid0 != 0) {
3222                 if (ztest_random(10) < 6) {
3223                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
3224                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
3225                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
3226                 } else {
3227                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
3228                 }
3229         }
3230
3231         /*
3232          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
3233          */
3234         fd = open(pathrand, O_RDWR);
3235
3236         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
3237                 return;
3238
3239         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3240
3241         while (--iters != 0) {
3242                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
3243                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
3244                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
3245
3246                 if (offset >= fsize)
3247                         continue;
3248
3249                 if (zopt_verbose >= 6)
3250                         (void) printf("injecting bad word into %s,"
3251                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
3252
3253                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
3254                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
3255                             offset, pathrand);
3256         }
3257
3258         (void) close(fd);
3259 }
3260
3261 /*
3262  * Scrub the pool.
3263  */
3264 void
3265 ztest_scrub(ztest_args_t *za)
3266 {
3267         spa_t *spa = za->za_spa;
3268
3269         (void) spa_scrub(spa, POOL_SCRUB_EVERYTHING);
3270         (void) poll(NULL, 0, 1000); /* wait a second, then force a restart */
3271         (void) spa_scrub(spa, POOL_SCRUB_EVERYTHING);
3272 }
3273
3274 /*
3275  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
3276  */
3277 void
3278 ztest_spa_rename(ztest_args_t *za)
3279 {
3280         char *oldname, *newname;
3281         int error;
3282         spa_t *spa;
3283
3284         (void) rw_wrlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3285
3286         oldname = za->za_pool;
3287         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
3288         (void) strcpy(newname, oldname);
3289         (void) strcat(newname, "_tmp");
3290
3291         /*
3292          * Do the rename
3293          */
3294         error = spa_rename(oldname, newname);
3295         if (error)
3296                 fatal(0, "spa_rename('%s', '%s') = %d", oldname,
3297                     newname, error);
3298
3299         /*
3300          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
3301          */
3302         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
3303         if (error != ENOENT)
3304                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
3305
3306         /*
3307          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
3308          */
3309         error = spa_open(newname, &spa, FTAG);
3310         if (error != 0)
3311                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
3312
3313         ASSERT(spa == za->za_spa);
3314         spa_close(spa, FTAG);
3315
3316         /*
3317          * Rename it back to the original
3318          */
3319         error = spa_rename(newname, oldname);
3320         if (error)
3321                 fatal(0, "spa_rename('%s', '%s') = %d", newname,
3322                     oldname, error);
3323
3324         /*
3325          * Make sure it can still be opened
3326          */
3327         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
3328         if (error != 0)
3329                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
3330
3331         ASSERT(spa == za->za_spa);
3332         spa_close(spa, FTAG);
3333
3334         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
3335
3336         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3337 }
3338
3339
3340 /*
3341  * Completely obliterate one disk.
3342  */
3343 static void
3344 ztest_obliterate_one_disk(uint64_t vdev)
3345 {
3346         int fd;
3347         char dev_name[MAXPATHLEN], copy_name[MAXPATHLEN];
3348         size_t fsize;
3349
3350         if (zopt_maxfaults < 2)
3351                 return;
3352
3353         (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, vdev);
3354         (void) snprintf(copy_name, MAXPATHLEN, "%s.old", dev_name);
3355
3356         fd = open(dev_name, O_RDWR);
3357
3358         if (fd == -1)
3359                 fatal(1, "can't open %s", dev_name);
3360
3361         /*
3362          * Determine the size.
3363          */
3364         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
3365
3366         (void) close(fd);
3367
3368         /*
3369          * Rename the old device to dev_name.old (useful for debugging).
3370          */
3371         VERIFY(rename(dev_name, copy_name) == 0);
3372
3373         /*
3374          * Create a new one.
3375          */
3376         VERIFY((fd = open(dev_name, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666)) >= 0);
3377         VERIFY(ftruncate(fd, fsize) == 0);
3378         (void) close(fd);
3379 }
3380
3381 static void
3382 ztest_replace_one_disk(spa_t *spa, uint64_t vdev)
3383 {
3384         char dev_name[MAXPATHLEN];
3385         nvlist_t *root;
3386         int error;
3387         uint64_t guid;
3388         vdev_t *vd;
3389
3390         (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, vdev);
3391
3392         /*
3393          * Build the nvlist describing dev_name.
3394          */
3395         root = make_vdev_root(dev_name, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
3396
3397         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3398         if ((vd = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, dev_name)) == NULL)
3399                 guid = 0;
3400         else
3401                 guid = vd->vdev_guid;
3402         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3403         error = spa_vdev_attach(spa, guid, root, B_TRUE);
3404         if (error != 0 &&
3405             error != EBUSY &&
3406             error != ENOTSUP &&
3407             error != ENODEV &&
3408             error != EDOM)
3409                 fatal(0, "spa_vdev_attach(in-place) = %d", error);
3410
3411         nvlist_free(root);
3412 }
3413
3414 static void
3415 ztest_verify_blocks(char *pool)
3416 {
3417         int status;
3418         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
3419         char zbuf[1024];
3420         char *bin;
3421         char *ztest;
3422         char *isa;
3423         int isalen;
3424         FILE *fp;
3425
3426         (void) realpath(getexecname(), zdb);
3427
3428         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
3429         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
3430         ztest = strstr(bin, "/ztest");
3431         isa = bin + 8;
3432         isalen = ztest - isa;
3433         isa = strdup(isa);
3434         /* LINTED */
3435         (void) sprintf(bin,
3436             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -U /tmp/zpool.cache %s",
3437             isalen,
3438             isa,
3439             zopt_verbose >= 3 ? "s" : "",
3440             zopt_verbose >= 4 ? "v" : "",
3441             pool);
3442         free(isa);
3443
3444         if (zopt_verbose >= 5)
3445                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
3446
3447         fp = popen(zdb, "r");
3448
3449         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
3450                 if (zopt_verbose >= 3)
3451                         (void) printf("%s", zbuf);
3452
3453         status = pclose(fp);
3454
3455         if (status == 0)
3456                 return;
3457
3458         ztest_dump_core = 0;
3459         if (WIFEXITED(status))
3460                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
3461         else
3462                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
3463 }
3464
3465 static void
3466 ztest_walk_pool_directory(char *header)
3467 {
3468         spa_t *spa = NULL;
3469
3470         if (zopt_verbose >= 6)
3471                 (void) printf("%s\n", header);
3472
3473         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3474         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
3475                 if (zopt_verbose >= 6)
3476                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
3477         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3478 }
3479
3480 static void
3481 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
3482 {
3483         nvlist_t *config, *newconfig;
3484         uint64_t pool_guid;
3485         spa_t *spa;
3486         int error;
3487
3488         if (zopt_verbose >= 4) {
3489                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
3490                     oldname, newname);
3491         }
3492
3493         /*
3494          * Clean up from previous runs.
3495          */
3496         (void) spa_destroy(newname);
3497
3498         /*
3499          * Get the pool's configuration and guid.
3500          */
3501         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
3502         if (error)
3503                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
3504
3505         /*
3506          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
3507          */
3508         if (ztest_random(2) == 0)
3509                 (void) spa_scrub(spa, POOL_SCRUB_EVERYTHING);
3510
3511         pool_guid = spa_guid(spa);
3512         spa_close(spa, FTAG);
3513
3514         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
3515
3516         /*
3517          * Export it.
3518          */
3519         error = spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE);
3520         if (error)
3521                 fatal(0, "spa_export('%s') = %d", oldname, error);
3522
3523         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
3524
3525         /*
3526          * Try to import it.
3527          */
3528         newconfig = spa_tryimport(config);
3529         ASSERT(newconfig != NULL);
3530         nvlist_free(newconfig);
3531
3532         /*
3533          * Import it under the new name.
3534          */
3535         error = spa_import(newname, config, NULL);
3536         if (error)
3537                 fatal(0, "spa_import('%s') = %d", newname, error);
3538
3539         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
3540
3541         /*
3542          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
3543          */
3544         error = spa_import(newname, config, NULL);
3545         if (error != EEXIST)
3546                 fatal(0, "spa_import('%s') twice", newname);
3547
3548         /*
3549          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
3550          */
3551         error = spa_import(oldname, config, NULL);
3552         if (error != EEXIST)
3553                 fatal(0, "spa_import('%s') under multiple names", newname);
3554
3555         /*
3556          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
3557          */
3558         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
3559         if (error != ENOENT)
3560                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
3561
3562         /*
3563          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
3564          */
3565         error = spa_open(newname, &spa, FTAG);
3566         if (error)
3567                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
3568         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
3569         spa_close(spa, FTAG);
3570
3571         nvlist_free(config);
3572 }
3573
3574 static void
3575 ztest_resume(spa_t *spa)
3576 {
3577         if (spa_suspended(spa)) {
3578                 spa_vdev_state_enter(spa);
3579                 vdev_clear(spa, NULL);
3580                 (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
3581                 (void) zio_resume(spa);
3582         }
3583 }
3584
3585 static void *
3586 ztest_resume_thread(void *arg)
3587 {
3588         spa_t *spa = arg;
3589
3590         while (!ztest_exiting) {
3591                 (void) poll(NULL, 0, 1000);
3592                 ztest_resume(spa);
3593         }
3594         return (NULL);
3595 }
3596
3597 static void *
3598 ztest_thread(void *arg)
3599 {
3600         ztest_args_t *za = arg;
3601         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3602         hrtime_t now, functime;
3603         ztest_info_t *zi;
3604         int f, i;
3605
3606         while ((now = gethrtime()) < za->za_stop) {
3607                 /*
3608                  * See if it's time to force a crash.
3609                  */
3610                 if (now > za->za_kill) {
3611                         zs->zs_alloc = spa_get_alloc(za->za_spa);
3612                         zs->zs_space = spa_get_space(za->za_spa);
3613                         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
3614                 }
3615
3616                 /*
3617                  * Pick a random function.
3618                  */
3619                 f = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
3620                 zi = &zs->zs_info[f];
3621
3622                 /*
3623                  * Decide whether to call it, based on the requested frequency.
3624                  */
3625                 if (zi->zi_call_target == 0 ||
3626                     (double)zi->zi_call_total / zi->zi_call_target >
3627                     (double)(now - zs->zs_start_time) / (zopt_time * NANOSEC))
3628                         continue;
3629
3630                 atomic_add_64(&zi->zi_calls, 1);
3631                 atomic_add_64(&zi->zi_call_total, 1);
3632
3633                 za->za_diroff = (za->za_instance * ZTEST_FUNCS + f) *
3634                     ZTEST_DIRSIZE;
3635                 za->za_diroff_shared = (1ULL << 63);
3636
3637                 for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
3638                         zi->zi_func(za);
3639
3640                 functime = gethrtime() - now;
3641
3642                 atomic_add_64(&zi->zi_call_time, functime);
3643
3644                 if (zopt_verbose >= 4) {
3645                         Dl_info dli;
3646                         (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
3647                         (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
3648                             (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
3649                 }
3650
3651                 /*
3652                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
3653                  */
3654                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
3655                         break;
3656         }
3657
3658         return (NULL);
3659 }
3660
3661 /*
3662  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
3663  */
3664 static void
3665 ztest_run(char *pool)
3666 {
3667         int t, d, error;
3668         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3669         ztest_args_t *za;
3670         spa_t *spa;
3671         char name[100];
3672         thread_t resume_tid;
3673
3674         ztest_exiting = B_FALSE;
3675
3676         (void) _mutex_init(&zs->zs_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL);
3677         (void) rwlock_init(&zs->zs_name_lock, USYNC_THREAD, NULL);
3678
3679         for (t = 0; t < ZTEST_SYNC_LOCKS; t++)
3680                 (void) _mutex_init(&zs->zs_sync_lock[t], USYNC_THREAD, NULL);
3681
3682         /*
3683          * Destroy one disk before we even start.
3684          * It's mirrored, so everything should work just fine.
3685          * This makes us exercise fault handling very early in spa_load().
3686          */
3687         ztest_obliterate_one_disk(0);
3688
3689         /*
3690          * Verify that the sum of the sizes of all blocks in the pool
3691          * equals the SPA's allocated space total.
3692          */
3693         ztest_verify_blocks(pool);
3694
3695         /*
3696          * Kick off a replacement of the disk we just obliterated.
3697          */
3698         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3699         VERIFY(spa_open(pool, &spa, FTAG) == 0);
3700         ztest_replace_one_disk(spa, 0);
3701         if (zopt_verbose >= 5)
3702                 show_pool_stats(spa);
3703         spa_close(spa, FTAG);
3704         kernel_fini();
3705
3706         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3707
3708         /*
3709          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
3710          * different name.
3711          */
3712         if (ztest_random(2) == 0) {
3713                 (void) snprintf(name, 100, "%s_import", pool);
3714                 ztest_spa_import_export(pool, name);
3715                 ztest_spa_import_export(name, pool);
3716         }
3717
3718         /*
3719          * Verify that we can loop over all pools.
3720          */
3721         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3722         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa)) {
3723                 if (zopt_verbose > 3) {
3724                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
3725                 }
3726         }
3727         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3728
3729         /*
3730          * Open our pool.
3731          */
3732         VERIFY(spa_open(pool, &spa, FTAG) == 0);
3733
3734         /*
3735          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
3736          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
3737          * the only valid replica.
3738          */
3739         if (zopt_maxfaults == 0)
3740                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
3741         else
3742                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
3743
3744         /*
3745          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
3746          */
3747         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
3748             &resume_tid) == 0);
3749
3750         /*
3751          * Verify that we can safely inquire about about any object,
3752          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
3753          * we probe a 5-wide window around each power of two.
3754          * This hits all edge cases, including zero and the max.
3755          */
3756         for (t = 0; t < 64; t++) {
3757                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
3758                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
3759                             (1ULL << t) + d, NULL);
3760                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
3761                             error == EINVAL);
3762                 }
3763         }
3764
3765         /*
3766          * Now kick off all the tests that run in parallel.
3767          */
3768         zs->zs_enospc_count = 0;
3769
3770         za = umem_zalloc(zopt_threads * sizeof (ztest_args_t), UMEM_NOFAIL);
3771
3772         if (zopt_verbose >= 4)
3773                 (void) printf("starting main threads...\n");
3774
3775         za[0].za_start = gethrtime();
3776         za[0].za_stop = za[0].za_start + zopt_passtime * NANOSEC;
3777         za[0].za_stop = MIN(za[0].za_stop, zs->zs_stop_time);
3778         za[0].za_kill = za[0].za_stop;
3779         if (ztest_random(100) < zopt_killrate)
3780                 za[0].za_kill -= ztest_random(zopt_passtime * NANOSEC);
3781
3782         for (t = 0; t < zopt_threads; t++) {
3783                 d = t % zopt_datasets;
3784
3785                 (void) strcpy(za[t].za_pool, pool);
3786                 za[t].za_os = za[d].za_os;
3787                 za[t].za_spa = spa;
3788                 za[t].za_zilog = za[d].za_zilog;
3789                 za[t].za_instance = t;
3790                 za[t].za_random = ztest_random(-1ULL);
3791                 za[t].za_start = za[0].za_start;
3792                 za[t].za_stop = za[0].za_stop;
3793                 za[t].za_kill = za[0].za_kill;
3794
3795                 if (t < zopt_datasets) {
3796                         int test_future = FALSE;
3797                         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3798                         (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_%d", pool, pool, d);
3799                         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0,
3800                             ztest_create_cb, NULL);
3801                         if (error == EEXIST) {
3802                                 test_future = TRUE;
3803                         } else if (error == ENOSPC) {
3804                                 zs->zs_enospc_count++;
3805                                 (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3806                                 break;
3807                         } else if (error != 0) {
3808                                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d",
3809                                     name, error);
3810                         }
3811                         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER,
3812                             DS_MODE_USER, &za[d].za_os);
3813                         if (error)
3814                                 fatal(0, "dmu_objset_open('%s') = %d",
3815                                     name, error);
3816                         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3817                         if (test_future)
3818                                 ztest_dmu_check_future_leak(&za[t]);
3819                         zil_replay(za[d].za_os, za[d].za_os,
3820                             ztest_replay_vector);
3821                         za[d].za_zilog = zil_open(za[d].za_os, NULL);
3822                 }
3823
3824                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, &za[t], THR_BOUND,
3825                     &za[t].za_thread) == 0);
3826         }
3827
3828         while (--t >= 0) {
3829                 VERIFY(thr_join(za[t].za_thread, NULL, NULL) == 0);
3830                 if (t < zopt_datasets) {
3831                         zil_close(za[t].za_zilog);
3832                         dmu_objset_close(za[t].za_os);
3833                 }
3834         }
3835
3836         if (zopt_verbose >= 3)
3837                 show_pool_stats(spa);
3838
3839         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3840
3841         zs->zs_alloc = spa_get_alloc(spa);
3842         zs->zs_space = spa_get_space(spa);
3843
3844         /*
3845          * If we had out-of-space errors, destroy a random objset.
3846          */
3847         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
3848                 (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3849                 d = (int)ztest_random(zopt_datasets);
3850                 (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_%d", pool, pool, d);
3851                 if (zopt_verbose >= 3)
3852                         (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
3853
3854                 /* Cleanup any non-standard clones and snapshots */
3855                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, za[d].za_instance);
3856
3857                 (void) dmu_objset_find(name, ztest_destroy_cb, &za[d],
3858                     DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
3859                 (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3860         }
3861
3862         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3863
3864         umem_free(za, zopt_threads * sizeof (ztest_args_t));
3865
3866         /* Kill the resume thread */
3867         ztest_exiting = B_TRUE;
3868         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
3869         ztest_resume(spa);
3870
3871         /*
3872          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
3873          * spa_close() should wait for it to complete.
3874          */
3875         for (t = 1; t < 50; t++)
3876                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, t, 0, 1 << 15);
3877
3878         spa_close(spa, FTAG);
3879
3880         kernel_fini();
3881 }
3882
3883 void
3884 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
3885 {
3886         hrtime_t s = t / NANOSEC;
3887         hrtime_t m = s / 60;
3888         hrtime_t h = m / 60;
3889         hrtime_t d = h / 24;
3890
3891         s -= m * 60;
3892         m -= h * 60;
3893         h -= d * 24;
3894
3895         timebuf[0] = '\0';
3896
3897         if (d)
3898                 (void) sprintf(timebuf,
3899                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
3900         else if (h)
3901                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
3902         else if (m)
3903                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
3904         else
3905                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
3906 }
3907
3908 /*
3909  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
3910  * Then create the specified number of datasets in the pool.
3911  */
3912 static void
3913 ztest_init(char *pool)
3914 {
3915         spa_t *spa;
3916         int error;
3917         nvlist_t *nvroot;
3918
3919         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3920
3921         /*
3922          * Create the storage pool.
3923          */
3924         (void) spa_destroy(pool);
3925         ztest_shared->zs_vdev_primaries = 0;
3926         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, zopt_vdev_size, 0,
3927             0, zopt_raidz, zopt_mirrors, 1);
3928         error = spa_create(pool, nvroot, NULL, NULL, NULL);
3929         nvlist_free(nvroot);
3930
3931         if (error)
3932                 fatal(0, "spa_create() = %d", error);
3933         error = spa_open(pool, &spa, FTAG);
3934         if (error)
3935                 fatal(0, "spa_open() = %d", error);
3936
3937         metaslab_sz = 1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
3938
3939         if (zopt_verbose >= 3)
3940                 show_pool_stats(spa);
3941
3942         spa_close(spa, FTAG);
3943
3944         kernel_fini();
3945 }
3946
3947 int
3948 main(int argc, char **argv)
3949 {
3950         int kills = 0;
3951         int iters = 0;
3952         int i, f;
3953         ztest_shared_t *zs;
3954         ztest_info_t *zi;
3955         char timebuf[100];
3956         char numbuf[6];
3957
3958         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
3959
3960         /* Override location of zpool.cache */
3961         spa_config_path = "/tmp/zpool.cache";
3962
3963         ztest_random_fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
3964
3965         process_options(argc, argv);
3966
3967         /*
3968          * Blow away any existing copy of zpool.cache
3969          */
3970         if (zopt_init != 0)
3971                 (void) remove("/tmp/zpool.cache");
3972
3973         zs = ztest_shared = (void *)mmap(0,
3974             P2ROUNDUP(sizeof (ztest_shared_t), getpagesize()),
3975             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANON, -1, 0);
3976
3977         if (zopt_verbose >= 1) {
3978                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
3979                     " %llu seconds...\n",
3980                     (u_longlong_t)zopt_vdevs, zopt_datasets, zopt_threads,
3981                     (u_longlong_t)zopt_time);
3982         }
3983
3984         /*
3985          * Create and initialize our storage pool.
3986          */
3987         for (i = 1; i <= zopt_init; i++) {
3988                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
3989                 if (zopt_verbose >= 3 && zopt_init != 1)
3990                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
3991                 ztest_init(zopt_pool);
3992         }
3993
3994         /*
3995          * Initialize the call targets for each function.
3996          */
3997         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
3998                 zi = &zs->zs_info[f];
3999
4000                 *zi = ztest_info[f];
4001
4002                 if (*zi->zi_interval == 0)
4003                         zi->zi_call_target = UINT64_MAX;
4004                 else
4005                         zi->zi_call_target = zopt_time / *zi->zi_interval;
4006         }
4007
4008         zs->zs_start_time = gethrtime();
4009         zs->zs_stop_time = zs->zs_start_time + zopt_time * NANOSEC;
4010
4011         /*
4012          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
4013          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
4014          * to verify that we never lose on-disk consistency.
4015          */
4016         while (gethrtime() < zs->zs_stop_time) {
4017                 int status;
4018                 pid_t pid;
4019                 char *tmp;
4020
4021                 /*
4022                  * Initialize the workload counters for each function.
4023                  */
4024                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
4025                         zi = &zs->zs_info[f];
4026                         zi->zi_calls = 0;
4027                         zi->zi_call_time = 0;
4028                 }
4029
4030                 /* Set the allocation switch size */
4031                 metaslab_df_alloc_threshold = ztest_random(metaslab_sz / 4) + 1;
4032
4033                 pid = fork();
4034
4035                 if (pid == -1)
4036                         fatal(1, "fork failed");
4037
4038                 if (pid == 0) { /* child */
4039                         struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
4040                         (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
4041                         (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
4042                         ztest_run(zopt_pool);
4043                         exit(0);
4044                 }
4045
4046                 while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
4047                         continue;
4048
4049                 if (WIFEXITED(status)) {
4050                         if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
4051                                 (void) fprintf(stderr,
4052                                     "child exited with code %d\n",
4053                                     WEXITSTATUS(status));
4054                                 exit(2);
4055                         }
4056                 } else if (WIFSIGNALED(status)) {
4057                         if (WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
4058                                 (void) fprintf(stderr,
4059                                     "child died with signal %d\n",
4060                                     WTERMSIG(status));
4061                                 exit(3);
4062                         }
4063                         kills++;
4064                 } else {
4065                         (void) fprintf(stderr, "something strange happened "
4066                             "to child\n");
4067                         exit(4);
4068                 }
4069
4070                 iters++;
4071
4072                 if (zopt_verbose >= 1) {
4073                         hrtime_t now = gethrtime();
4074
4075                         now = MIN(now, zs->zs_stop_time);
4076                         print_time(zs->zs_stop_time - now, timebuf);
4077                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
4078
4079                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
4080                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
4081                             iters,
4082                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
4083                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
4084                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
4085                             numbuf,
4086                             100.0 * (now - zs->zs_start_time) /
4087                             (zopt_time * NANOSEC), timebuf);
4088                 }
4089
4090                 if (zopt_verbose >= 2) {
4091                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
4092                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
4093                             "Calls", "Time", "Function");
4094                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
4095                             "-----", "----", "--------");
4096                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
4097                                 Dl_info dli;
4098
4099                                 zi = &zs->zs_info[f];
4100                                 print_time(zi->zi_call_time, timebuf);
4101                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
4102                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
4103                                     (u_longlong_t)zi->zi_calls, timebuf,
4104                                     dli.dli_sname);
4105                         }
4106                         (void) printf("\n");
4107                 }
4108
4109                 /*
4110                  * It's possible that we killed a child during a rename test, in
4111                  * which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around instead
4112                  * of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
4113                  */
4114                 tmp = umem_alloc(strlen(zopt_pool) + 5, UMEM_NOFAIL);
4115                 (void) strcpy(tmp, zopt_pool);
4116                 (void) strcat(tmp, "_tmp");
4117                 kernel_init(FREAD | FWRITE);
4118                 (void) spa_rename(tmp, zopt_pool);
4119                 kernel_fini();
4120                 umem_free(tmp, strlen(tmp) + 1);
4121         }
4122
4123         ztest_verify_blocks(zopt_pool);
4124
4125         if (zopt_verbose >= 1) {
4126                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
4127                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
4128         }
4129
4130         return (0);
4131 }