Add SPL prefix to META_* #defines
[zfs.git] / zfs / zcmd / 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 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 #pragma ident   "@(#)ztest.c    1.34    08/04/27 SMI"
27
28 /*
29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
31  *
32  * The overall design of the ztest program is as follows:
33  *
34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
38  *
39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
42  *
43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
44  *     verify that self-healing data really works.
45  *
46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
49  *
50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
51  *     we run the entire test in a child of the main process.
52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
54  *     The parent then runs the test again, using the existing
55  *     storage pool, as many times as desired.
56  *
57  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
58  *     many of the functional tests record the transaction group number
59  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
60  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
61  *     If you add a new test, please do this if applicable.
62  *
63  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
64  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
65  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
66  *
67  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
68  *
69  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
70  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
71  *
72  * The -N(okill) option will suppress kills, so each child runs to completion.
73  * This can be useful when you're trying to distinguish temporal incursions
74  * from plain old race conditions.
75  */
76
77 #include <sys/zfs_context.h>
78 #include <sys/spa.h>
79 #include <sys/dmu.h>
80 #include <sys/txg.h>
81 #include <sys/zap.h>
82 #include <sys/dmu_traverse.h>
83 #include <sys/dmu_objset.h>
84 #include <sys/poll.h>
85 #include <sys/stat.h>
86 #include <sys/time.h>
87 #include <sys/wait.h>
88 #include <sys/mman.h>
89 #include <sys/resource.h>
90 #include <sys/zio.h>
91 #include <sys/zio_checksum.h>
92 #include <sys/zio_compress.h>
93 #include <sys/zil.h>
94 #include <sys/vdev_impl.h>
95 #include <sys/spa_impl.h>
96 #include <sys/dsl_prop.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 static uint16_t zopt_write_fail_shift = 5;
129
130 typedef struct ztest_block_tag {
131         uint64_t        bt_objset;
132         uint64_t        bt_object;
133         uint64_t        bt_offset;
134         uint64_t        bt_txg;
135         uint64_t        bt_thread;
136         uint64_t        bt_seq;
137 } ztest_block_tag_t;
138
139 typedef struct ztest_args {
140         char            za_pool[MAXNAMELEN];
141         spa_t           *za_spa;
142         objset_t        *za_os;
143         zilog_t         *za_zilog;
144         thread_t        za_thread;
145         uint64_t        za_instance;
146         uint64_t        za_random;
147         uint64_t        za_diroff;
148         uint64_t        za_diroff_shared;
149         uint64_t        za_zil_seq;
150         hrtime_t        za_start;
151         hrtime_t        za_stop;
152         hrtime_t        za_kill;
153         traverse_handle_t *za_th;
154         /*
155          * Thread-local variables can go here to aid debugging.
156          */
157         ztest_block_tag_t za_rbt;
158         ztest_block_tag_t za_wbt;
159         dmu_object_info_t za_doi;
160         dmu_buf_t       *za_dbuf;
161 } ztest_args_t;
162
163 typedef void ztest_func_t(ztest_args_t *);
164
165 /*
166  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
167  */
168 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
169 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
170 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
171 ztest_func_t ztest_zap;
172 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
173 ztest_func_t ztest_traverse;
174 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
175 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
176 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
177 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
178 ztest_func_t ztest_fault_inject;
179 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
180 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
181 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
182 ztest_func_t ztest_scrub;
183 ztest_func_t ztest_spa_rename;
184
185 typedef struct ztest_info {
186         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
187         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
188         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
189         uint64_t        zi_calls;       /* per-pass count */
190         uint64_t        zi_call_time;   /* per-pass time */
191         uint64_t        zi_call_total;  /* cumulative total */
192         uint64_t        zi_call_target; /* target cumulative total */
193 } ztest_info_t;
194
195 uint64_t zopt_always = 0;               /* all the time */
196 uint64_t zopt_often = 1;                /* every second */
197 uint64_t zopt_sometimes = 10;           /* every 10 seconds */
198 uint64_t zopt_rarely = 60;              /* every 60 seconds */
199
200 ztest_info_t ztest_info[] = {
201         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
202         { ztest_dmu_write_parallel,             30,     &zopt_always    },
203         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
204         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
205         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
206         { ztest_traverse,                       1,      &zopt_often     },
207         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
208         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_sometimes },
209         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_rarely    },
210         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
211         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
212         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
213         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_rarely    },
214         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
215         { ztest_vdev_add_remove,                1,      &zopt_vdevtime  },
216         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_vdevtime  },
217 };
218
219 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
220
221 #define ZTEST_SYNC_LOCKS        16
222
223 /*
224  * Stuff we need to share writably between parent and child.
225  */
226 typedef struct ztest_shared {
227         mutex_t         zs_vdev_lock;
228         rwlock_t        zs_name_lock;
229         uint64_t        zs_vdev_primaries;
230         uint64_t        zs_enospc_count;
231         hrtime_t        zs_start_time;
232         hrtime_t        zs_stop_time;
233         uint64_t        zs_alloc;
234         uint64_t        zs_space;
235         ztest_info_t    zs_info[ZTEST_FUNCS];
236         mutex_t         zs_sync_lock[ZTEST_SYNC_LOCKS];
237         uint64_t        zs_seq[ZTEST_SYNC_LOCKS];
238 } ztest_shared_t;
239
240 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
241 static ztest_shared_t *ztest_shared;
242
243 static int ztest_random_fd;
244 static int ztest_dump_core = 1;
245
246 static boolean_t ztest_exiting = B_FALSE;
247
248 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
249 extern uint16_t zio_zil_fail_shift;
250 extern uint16_t zio_io_fail_shift;
251
252 #define ZTEST_DIROBJ            1
253 #define ZTEST_MICROZAP_OBJ      2
254 #define ZTEST_FATZAP_OBJ        3
255
256 #define ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE  (1 << 10)
257 #define ZTEST_DIRSIZE           256
258
259 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
260
261 /*
262  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
263  * debugging facilities.
264  */
265 const char *
266 _umem_debug_init()
267 {
268         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
269 }
270
271 const char *
272 _umem_logging_init(void)
273 {
274         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
275 }
276
277 #define FATAL_MSG_SZ    1024
278
279 char *fatal_msg;
280
281 static void
282 fatal(int do_perror, char *message, ...)
283 {
284         va_list args;
285         int save_errno = errno;
286         char buf[FATAL_MSG_SZ];
287
288         (void) fflush(stdout);
289
290         va_start(args, message);
291         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
292         /* LINTED */
293         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
294         va_end(args);
295         if (do_perror) {
296                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
297                     ": %s", strerror(save_errno));
298         }
299         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
300         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
301         if (ztest_dump_core)
302                 abort();
303         exit(3);
304 }
305
306 static int
307 str2shift(const char *buf)
308 {
309         const char *ends = "BKMGTPEZ";
310         int i;
311
312         if (buf[0] == '\0')
313                 return (0);
314         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
315                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
316                         break;
317         }
318         if (i == strlen(ends)) {
319                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
320                     buf);
321                 usage(B_FALSE);
322         }
323         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
324                 return (10*i);
325         }
326         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
327         usage(B_FALSE);
328         /* NOTREACHED */
329 }
330
331 static uint64_t
332 nicenumtoull(const char *buf)
333 {
334         char *end;
335         uint64_t val;
336
337         val = strtoull(buf, &end, 0);
338         if (end == buf) {
339                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
340                 usage(B_FALSE);
341         } else if (end[0] == '.') {
342                 double fval = strtod(buf, &end);
343                 fval *= pow(2, str2shift(end));
344                 if (fval > UINT64_MAX) {
345                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
346                             buf);
347                         usage(B_FALSE);
348                 }
349                 val = (uint64_t)fval;
350         } else {
351                 int shift = str2shift(end);
352                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
353                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
354                             buf);
355                         usage(B_FALSE);
356                 }
357                 val <<= shift;
358         }
359         return (val);
360 }
361
362 static void
363 usage(boolean_t requested)
364 {
365         char nice_vdev_size[10];
366         char nice_gang_bang[10];
367         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
368
369         nicenum(zopt_vdev_size, nice_vdev_size);
370         nicenum(metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
371
372         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
373             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
374             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
375             "\t[-a alignment_shift (default: %d) (use 0 for random)]\n"
376             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
377             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
378             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
379             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
380             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
381             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
382             "\t[-i initialize pool i times (default: %d)]\n"
383             "\t[-k kill percentage (default: %llu%%)]\n"
384             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
385             "\t[-f file directory for vdev files (default: %s)]\n"
386             "\t[-V(erbose)] (use multiple times for ever more blather)\n"
387             "\t[-E(xisting)] (use existing pool instead of creating new one)\n"
388             "\t[-T time] total run time (default: %llu sec)\n"
389             "\t[-P passtime] time per pass (default: %llu sec)\n"
390             "\t[-z zil failure rate (default: fail every 2^%llu allocs)]\n"
391             "\t[-w write failure rate (default: fail every 2^%llu allocs)]\n"
392             "\t[-h] (print help)\n"
393             "",
394             cmdname,
395             (u_longlong_t)zopt_vdevs,                   /* -v */
396             nice_vdev_size,                             /* -s */
397             zopt_ashift,                                /* -a */
398             zopt_mirrors,                               /* -m */
399             zopt_raidz,                                 /* -r */
400             zopt_raidz_parity,                          /* -R */
401             zopt_datasets,                              /* -d */
402             zopt_threads,                               /* -t */
403             nice_gang_bang,                             /* -g */
404             zopt_init,                                  /* -i */
405             (u_longlong_t)zopt_killrate,                /* -k */
406             zopt_pool,                                  /* -p */
407             zopt_dir,                                   /* -f */
408             (u_longlong_t)zopt_time,                    /* -T */
409             (u_longlong_t)zopt_passtime,                /* -P */
410             (u_longlong_t)zio_zil_fail_shift,           /* -z */
411             (u_longlong_t)zopt_write_fail_shift);       /* -w */
412         exit(requested ? 0 : 1);
413 }
414
415 static uint64_t
416 ztest_random(uint64_t range)
417 {
418         uint64_t r;
419
420         if (range == 0)
421                 return (0);
422
423         if (read(ztest_random_fd, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
424                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
425
426         return (r % range);
427 }
428
429 static void
430 ztest_record_enospc(char *s)
431 {
432         dprintf("ENOSPC doing: %s\n", s ? s : "<unknown>");
433         ztest_shared->zs_enospc_count++;
434 }
435
436 static void
437 process_options(int argc, char **argv)
438 {
439         int opt;
440         uint64_t value;
441
442         /* By default, test gang blocks for blocks 32K and greater */
443         metaslab_gang_bang = 32 << 10;
444
445         /* Default value, fail every 32nd allocation */
446         zio_zil_fail_shift = 5;
447
448         while ((opt = getopt(argc, argv,
449             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:z:w:h")) != EOF) {
450                 value = 0;
451                 switch (opt) {
452                 case 'v':
453                 case 's':
454                 case 'a':
455                 case 'm':
456                 case 'r':
457                 case 'R':
458                 case 'd':
459                 case 't':
460                 case 'g':
461                 case 'i':
462                 case 'k':
463                 case 'T':
464                 case 'P':
465                 case 'z':
466                 case 'w':
467                         value = nicenumtoull(optarg);
468                 }
469                 switch (opt) {
470                 case 'v':
471                         zopt_vdevs = value;
472                         break;
473                 case 's':
474                         zopt_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
475                         break;
476                 case 'a':
477                         zopt_ashift = value;
478                         break;
479                 case 'm':
480                         zopt_mirrors = value;
481                         break;
482                 case 'r':
483                         zopt_raidz = MAX(1, value);
484                         break;
485                 case 'R':
486                         zopt_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 2);
487                         break;
488                 case 'd':
489                         zopt_datasets = MAX(1, value);
490                         break;
491                 case 't':
492                         zopt_threads = MAX(1, value);
493                         break;
494                 case 'g':
495                         metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1, value);
496                         break;
497                 case 'i':
498                         zopt_init = value;
499                         break;
500                 case 'k':
501                         zopt_killrate = value;
502                         break;
503                 case 'p':
504                         zopt_pool = strdup(optarg);
505                         break;
506                 case 'f':
507                         zopt_dir = strdup(optarg);
508                         break;
509                 case 'V':
510                         zopt_verbose++;
511                         break;
512                 case 'E':
513                         zopt_init = 0;
514                         break;
515                 case 'T':
516                         zopt_time = value;
517                         break;
518                 case 'P':
519                         zopt_passtime = MAX(1, value);
520                         break;
521                 case 'z':
522                         zio_zil_fail_shift = MIN(value, 16);
523                         break;
524                 case 'w':
525                         zopt_write_fail_shift = MIN(value, 16);
526                         break;
527                 case 'h':
528                         usage(B_TRUE);
529                         break;
530                 case '?':
531                 default:
532                         usage(B_FALSE);
533                         break;
534                 }
535         }
536
537         zopt_raidz_parity = MIN(zopt_raidz_parity, zopt_raidz - 1);
538
539         zopt_vdevtime = (zopt_vdevs > 0 ? zopt_time / zopt_vdevs : UINT64_MAX);
540         zopt_maxfaults = MAX(zopt_mirrors, 1) * (zopt_raidz_parity + 1) - 1;
541 }
542
543 static uint64_t
544 ztest_get_ashift(void)
545 {
546         if (zopt_ashift == 0)
547                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(3));
548         return (zopt_ashift);
549 }
550
551 static nvlist_t *
552 make_vdev_file(size_t size)
553 {
554         char dev_name[MAXPATHLEN];
555         uint64_t vdev;
556         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
557         int fd;
558         nvlist_t *file;
559
560         if (size == 0) {
561                 (void) snprintf(dev_name, sizeof (dev_name), "%s",
562                     "/dev/bogus");
563         } else {
564                 vdev = ztest_shared->zs_vdev_primaries++;
565                 (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template,
566                     zopt_dir, zopt_pool, vdev);
567
568                 fd = open(dev_name, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
569                 if (fd == -1)
570                         fatal(1, "can't open %s", dev_name);
571                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
572                         fatal(1, "can't ftruncate %s", dev_name);
573                 (void) close(fd);
574         }
575
576         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
577         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
578         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, dev_name) == 0);
579         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
580
581         return (file);
582 }
583
584 static nvlist_t *
585 make_vdev_raidz(size_t size, int r)
586 {
587         nvlist_t *raidz, **child;
588         int c;
589
590         if (r < 2)
591                 return (make_vdev_file(size));
592
593         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
594
595         for (c = 0; c < r; c++)
596                 child[c] = make_vdev_file(size);
597
598         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
599         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
600             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
601         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
602             zopt_raidz_parity) == 0);
603         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
604             child, r) == 0);
605
606         for (c = 0; c < r; c++)
607                 nvlist_free(child[c]);
608
609         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
610
611         return (raidz);
612 }
613
614 static nvlist_t *
615 make_vdev_mirror(size_t size, int log, int r, int m)
616 {
617         nvlist_t *mirror, **child;
618         int c;
619
620         if (m < 1)
621                 return (make_vdev_raidz(size, r));
622
623         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
624
625         for (c = 0; c < m; c++)
626                 child[c] = make_vdev_raidz(size, r);
627
628         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
629         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
630             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
631         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
632             child, m) == 0);
633         VERIFY(nvlist_add_uint64(mirror, ZPOOL_CONFIG_IS_LOG, log) == 0);
634
635         for (c = 0; c < m; c++)
636                 nvlist_free(child[c]);
637
638         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
639
640         return (mirror);
641 }
642
643 static nvlist_t *
644 make_vdev_root(size_t size, int log, int r, int m, int t)
645 {
646         nvlist_t *root, **child;
647         int c;
648
649         ASSERT(t > 0);
650
651         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
652
653         for (c = 0; c < t; c++)
654                 child[c] = make_vdev_mirror(size, log, r, m);
655
656         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
657         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
658         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
659             child, t) == 0);
660
661         for (c = 0; c < t; c++)
662                 nvlist_free(child[c]);
663
664         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
665
666         return (root);
667 }
668
669 static void
670 ztest_set_random_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
671 {
672         int bs = SPA_MINBLOCKSHIFT +
673             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT + 1);
674         int ibs = DN_MIN_INDBLKSHIFT +
675             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1);
676         int error;
677
678         error = dmu_object_set_blocksize(os, object, 1ULL << bs, ibs, tx);
679         if (error) {
680                 char osname[300];
681                 dmu_objset_name(os, osname);
682                 fatal(0, "dmu_object_set_blocksize('%s', %llu, %d, %d) = %d",
683                     osname, object, 1 << bs, ibs, error);
684         }
685 }
686
687 static uint8_t
688 ztest_random_checksum(void)
689 {
690         uint8_t checksum;
691
692         do {
693                 checksum = ztest_random(ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
694         } while (zio_checksum_table[checksum].ci_zbt);
695
696         if (checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF)
697                 checksum = ZIO_CHECKSUM_ON;
698
699         return (checksum);
700 }
701
702 static uint8_t
703 ztest_random_compress(void)
704 {
705         return ((uint8_t)ztest_random(ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS));
706 }
707
708 typedef struct ztest_replay {
709         objset_t        *zr_os;
710         uint64_t        zr_assign;
711 } ztest_replay_t;
712
713 static int
714 ztest_replay_create(ztest_replay_t *zr, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
715 {
716         objset_t *os = zr->zr_os;
717         dmu_tx_t *tx;
718         int error;
719
720         if (byteswap)
721                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
722
723         tx = dmu_tx_create(os);
724         dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
725         error = dmu_tx_assign(tx, zr->zr_assign);
726         if (error) {
727                 dmu_tx_abort(tx);
728                 return (error);
729         }
730
731         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_doid, lr->lr_mode, 0,
732             DMU_OT_NONE, 0, tx);
733         ASSERT3U(error, ==, 0);
734         dmu_tx_commit(tx);
735
736         if (zopt_verbose >= 5) {
737                 char osname[MAXNAMELEN];
738                 dmu_objset_name(os, osname);
739                 (void) printf("replay create of %s object %llu"
740                     " in txg %llu = %d\n",
741                     osname, (u_longlong_t)lr->lr_doid,
742                     (u_longlong_t)zr->zr_assign, error);
743         }
744
745         return (error);
746 }
747
748 static int
749 ztest_replay_remove(ztest_replay_t *zr, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
750 {
751         objset_t *os = zr->zr_os;
752         dmu_tx_t *tx;
753         int error;
754
755         if (byteswap)
756                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
757
758         tx = dmu_tx_create(os);
759         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_doid, 0, DMU_OBJECT_END);
760         error = dmu_tx_assign(tx, zr->zr_assign);
761         if (error) {
762                 dmu_tx_abort(tx);
763                 return (error);
764         }
765
766         error = dmu_object_free(os, lr->lr_doid, tx);
767         dmu_tx_commit(tx);
768
769         return (error);
770 }
771
772 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
773         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
774         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
775         NULL,                   /* TX_MKDIR */
776         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
777         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
778         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
779         NULL,                   /* TX_RMDIR */
780         NULL,                   /* TX_LINK */
781         NULL,                   /* TX_RENAME */
782         NULL,                   /* TX_WRITE */
783         NULL,                   /* TX_TRUNCATE */
784         NULL,                   /* TX_SETATTR */
785         NULL,                   /* TX_ACL */
786 };
787
788 /*
789  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
790  * or create a pool with a bad vdev spec.
791  */
792 void
793 ztest_spa_create_destroy(ztest_args_t *za)
794 {
795         int error;
796         spa_t *spa;
797         nvlist_t *nvroot;
798
799         /*
800          * Attempt to create using a bad file.
801          */
802         nvroot = make_vdev_root(0, 0, 0, 0, 1);
803         error = spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL);
804         nvlist_free(nvroot);
805         if (error != ENOENT)
806                 fatal(0, "spa_create(bad_file) = %d", error);
807
808         /*
809          * Attempt to create using a bad mirror.
810          */
811         nvroot = make_vdev_root(0, 0, 0, 2, 1);
812         error = spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL);
813         nvlist_free(nvroot);
814         if (error != ENOENT)
815                 fatal(0, "spa_create(bad_mirror) = %d", error);
816
817         /*
818          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
819          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
820          */
821         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
822         nvroot = make_vdev_root(0, 0, 0, 0, 1);
823         error = spa_create(za->za_pool, nvroot, NULL, NULL);
824         nvlist_free(nvroot);
825         if (error != EEXIST)
826                 fatal(0, "spa_create(whatever) = %d", error);
827
828         error = spa_open(za->za_pool, &spa, FTAG);
829         if (error)
830                 fatal(0, "spa_open() = %d", error);
831
832         error = spa_destroy(za->za_pool);
833         if (error != EBUSY)
834                 fatal(0, "spa_destroy() = %d", error);
835
836         spa_close(spa, FTAG);
837         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
838 }
839
840 /*
841  * Verify that vdev_add() works as expected.
842  */
843 void
844 ztest_vdev_add_remove(ztest_args_t *za)
845 {
846         spa_t *spa = za->za_spa;
847         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
848         nvlist_t *nvroot;
849         int error;
850
851         if (zopt_verbose >= 6)
852                 (void) printf("adding vdev\n");
853
854         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
855
856         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
857
858         ztest_shared->zs_vdev_primaries =
859             spa->spa_root_vdev->vdev_children * leaves;
860
861         spa_config_exit(spa, FTAG);
862
863         /*
864          * Make 1/4 of the devices be log devices.
865          */
866         nvroot = make_vdev_root(zopt_vdev_size,
867             ztest_random(4) == 0, zopt_raidz, zopt_mirrors, 1);
868
869         error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
870         nvlist_free(nvroot);
871
872         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
873
874         if (error == ENOSPC)
875                 ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
876         else if (error != 0)
877                 fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
878
879         if (zopt_verbose >= 6)
880                 (void) printf("spa_vdev_add = %d, as expected\n", error);
881 }
882
883 static vdev_t *
884 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
885 {
886         int c;
887         vdev_t *mvd;
888
889         if (vd->vdev_path != NULL) {
890                 if (vd->vdev_wholedisk == 1) {
891                         /*
892                          * For whole disks, the internal path has 's0', but the
893                          * path passed in by the user doesn't.
894                          */
895                         if (strlen(path) == strlen(vd->vdev_path) - 2 &&
896                             strncmp(path, vd->vdev_path, strlen(path)) == 0)
897                                 return (vd);
898                 } else if (strcmp(path, vd->vdev_path) == 0) {
899                         return (vd);
900                 }
901         }
902
903         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
904                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
905                     NULL)
906                         return (mvd);
907
908         return (NULL);
909 }
910
911 /*
912  * Verify that we can attach and detach devices.
913  */
914 void
915 ztest_vdev_attach_detach(ztest_args_t *za)
916 {
917         spa_t *spa = za->za_spa;
918         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
919         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
920         nvlist_t *root, *file;
921         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
922         uint64_t leaf, top;
923         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
924         size_t oldsize, newsize;
925         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
926         int replacing;
927         int error, expected_error;
928         int fd;
929
930         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
931
932         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
933
934         /*
935          * Decide whether to do an attach or a replace.
936          */
937         replacing = ztest_random(2);
938
939         /*
940          * Pick a random top-level vdev.
941          */
942         top = ztest_random(rvd->vdev_children);
943
944         /*
945          * Pick a random leaf within it.
946          */
947         leaf = ztest_random(leaves);
948
949         /*
950          * Generate the path to this leaf.  The filename will end with 'a'.
951          * We'll alternate replacements with a filename that ends with 'b'.
952          */
953         (void) snprintf(oldpath, sizeof (oldpath),
954             ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + leaf);
955
956         bcopy(oldpath, newpath, MAXPATHLEN);
957
958         /*
959          * If the 'a' file isn't part of the pool, the 'b' file must be.
960          */
961         if (vdev_lookup_by_path(rvd, oldpath) == NULL)
962                 oldpath[strlen(oldpath) - 1] = 'b';
963         else
964                 newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
965
966         /*
967          * Now oldpath represents something that's already in the pool,
968          * and newpath is the thing we'll try to attach.
969          */
970         oldvd = vdev_lookup_by_path(rvd, oldpath);
971         newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
972         ASSERT(oldvd != NULL);
973         pvd = oldvd->vdev_parent;
974
975         /*
976          * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
977          * If it's smaller, the attach should fail.
978          * If it's larger, and we're doing a replace,
979          * we should get dynamic LUN growth when we're done.
980          */
981         oldsize = vdev_get_rsize(oldvd);
982         newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
983
984         /*
985          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
986          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
987          *
988          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
989          *
990          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
991          */
992         if (newvd != NULL)
993                 expected_error = EBUSY;
994         else if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
995             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops &&
996             (!replacing || pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops))
997                 expected_error = ENOTSUP;
998         else if (newsize < oldsize)
999                 expected_error = EOVERFLOW;
1000         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
1001                 expected_error = EDOM;
1002         else
1003                 expected_error = 0;
1004
1005         /*
1006          * If newvd isn't already part of the pool, create it.
1007          */
1008         if (newvd == NULL) {
1009                 fd = open(newpath, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
1010                 if (fd == -1)
1011                         fatal(1, "can't open %s", newpath);
1012                 if (ftruncate(fd, newsize) != 0)
1013                         fatal(1, "can't ftruncate %s", newpath);
1014                 (void) close(fd);
1015         }
1016
1017         spa_config_exit(spa, FTAG);
1018
1019         /*
1020          * Build the nvlist describing newpath.
1021          */
1022         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1023         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
1024         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, newpath) == 0);
1025         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
1026
1027         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1028         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
1029         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
1030             &file, 1) == 0);
1031
1032         error = spa_vdev_attach(spa, oldvd->vdev_guid, root, replacing);
1033
1034         nvlist_free(file);
1035         nvlist_free(root);
1036
1037         /*
1038          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
1039          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
1040          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
1041          */
1042         if (expected_error == ENOTSUP &&
1043             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
1044                 expected_error = error;
1045
1046         /*
1047          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
1048          */
1049         if (error == EOVERFLOW)
1050                 expected_error = error;
1051
1052         if (error != expected_error) {
1053                 fatal(0, "attach (%s, %s, %d) returned %d, expected %d",
1054                     oldpath, newpath, replacing, error, expected_error);
1055         }
1056
1057         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
1062  */
1063 /* ARGSUSED */
1064 void
1065 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_args_t *za)
1066 {
1067         spa_t *spa = za->za_spa;
1068         char dev_name[MAXPATHLEN];
1069         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
1070         uint64_t vdev;
1071         size_t fsize;
1072         int fd;
1073
1074         (void) mutex_lock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1075
1076         /*
1077          * Pick a random leaf vdev.
1078          */
1079         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
1080         vdev = ztest_random(spa->spa_root_vdev->vdev_children * leaves);
1081         spa_config_exit(spa, FTAG);
1082
1083         (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, vdev);
1084
1085         if ((fd = open(dev_name, O_RDWR)) != -1) {
1086                 /*
1087                  * Determine the size.
1088                  */
1089                 fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1090
1091                 /*
1092                  * If it's less than 2x the original size, grow by around 3%.
1093                  */
1094                 if (fsize < 2 * zopt_vdev_size) {
1095                         size_t newsize = fsize + ztest_random(fsize / 32);
1096                         (void) ftruncate(fd, newsize);
1097                         if (zopt_verbose >= 6) {
1098                                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
1099                                     dev_name, (ulong_t)fsize, (ulong_t)newsize);
1100                         }
1101                 }
1102                 (void) close(fd);
1103         }
1104
1105         (void) mutex_unlock(&ztest_shared->zs_vdev_lock);
1106 }
1107
1108 /* ARGSUSED */
1109 static void
1110 ztest_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
1111 {
1112         /*
1113          * Create the directory object.
1114          */
1115         VERIFY(dmu_object_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
1116             DMU_OT_UINT64_OTHER, ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE,
1117             DMU_OT_UINT64_OTHER, 5 * sizeof (ztest_block_tag_t), tx) == 0);
1118
1119         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_MICROZAP_OBJ,
1120             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
1121
1122         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_FATZAP_OBJ,
1123             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
1124 }
1125
1126 static int
1127 ztest_destroy_cb(char *name, void *arg)
1128 {
1129         ztest_args_t *za = arg;
1130         objset_t *os;
1131         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
1132         int error;
1133
1134         /*
1135          * Verify that the dataset contains a directory object.
1136          */
1137         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER,
1138             DS_MODE_STANDARD | DS_MODE_READONLY, &os);
1139         ASSERT3U(error, ==, 0);
1140         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, doi);
1141         if (error != ENOENT) {
1142                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
1143                 ASSERT3U(error, ==, 0);
1144                 ASSERT3U(doi->doi_type, ==, DMU_OT_UINT64_OTHER);
1145                 ASSERT3S(doi->doi_physical_blks, >=, 0);
1146         }
1147         dmu_objset_close(os);
1148
1149         /*
1150          * Destroy the dataset.
1151          */
1152         error = dmu_objset_destroy(name);
1153         ASSERT3U(error, ==, 0);
1154         return (0);
1155 }
1156
1157 /*
1158  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
1159  */
1160 static uint64_t
1161 ztest_log_create(zilog_t *zilog, dmu_tx_t *tx, uint64_t object, int mode)
1162 {
1163         itx_t *itx;
1164         lr_create_t *lr;
1165         size_t namesize;
1166         char name[24];
1167
1168         (void) sprintf(name, "ZOBJ_%llu", (u_longlong_t)object);
1169         namesize = strlen(name) + 1;
1170
1171         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize +
1172             ztest_random(ZIL_MAX_BLKSZ));
1173         lr = (lr_create_t *)&itx->itx_lr;
1174         bzero(lr + 1, lr->lr_common.lrc_reclen - sizeof (*lr));
1175         lr->lr_doid = object;
1176         lr->lr_foid = 0;
1177         lr->lr_mode = mode;
1178         lr->lr_uid = 0;
1179         lr->lr_gid = 0;
1180         lr->lr_gen = dmu_tx_get_txg(tx);
1181         lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
1182         lr->lr_crtime[1] = 0;
1183         lr->lr_rdev = 0;
1184         bcopy(name, (char *)(lr + 1), namesize);
1185
1186         return (zil_itx_assign(zilog, itx, tx));
1187 }
1188
1189 void
1190 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_args_t *za)
1191 {
1192         int error;
1193         objset_t *os;
1194         char name[100];
1195         int mode, basemode, expected_error;
1196         zilog_t *zilog;
1197         uint64_t seq;
1198         uint64_t objects;
1199         ztest_replay_t zr;
1200
1201         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1202         (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_temp_%llu", za->za_pool, za->za_pool,
1203             (u_longlong_t)za->za_instance);
1204
1205         basemode = DS_MODE_LEVEL(za->za_instance);
1206         if (basemode == DS_MODE_NONE)
1207                 basemode++;
1208
1209         /*
1210          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
1211          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
1212          * (invoked from ztest_destroy_cb() below) should just throw it away.
1213          */
1214         if (ztest_random(2) == 0 &&
1215             dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, DS_MODE_PRIMARY, &os) == 0) {
1216                 zr.zr_os = os;
1217                 zil_replay(os, &zr, &zr.zr_assign, ztest_replay_vector);
1218                 dmu_objset_close(os);
1219         }
1220
1221         /*
1222          * There may be an old instance of the dataset we're about to
1223          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
1224          * and all of its snapshots.
1225          */
1226         (void) dmu_objset_find(name, ztest_destroy_cb, za,
1227             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
1228
1229         /*
1230          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
1231          */
1232         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, basemode, &os);
1233         if (error != ENOENT)
1234                 fatal(1, "dmu_objset_open(%s) found destroyed dataset %p",
1235                     name, os);
1236
1237         /*
1238          * Verify that we can create a new dataset.
1239          */
1240         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0,
1241             ztest_create_cb, NULL);
1242         if (error) {
1243                 if (error == ENOSPC) {
1244                         ztest_record_enospc("dmu_objset_create");
1245                         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1246                         return;
1247                 }
1248                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
1249         }
1250
1251         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, basemode, &os);
1252         if (error) {
1253                 fatal(0, "dmu_objset_open(%s) = %d", name, error);
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Open the intent log for it.
1258          */
1259         zilog = zil_open(os, NULL);
1260
1261         /*
1262          * Put a random number of objects in there.
1263          */
1264         objects = ztest_random(20);
1265         seq = 0;
1266         while (objects-- != 0) {
1267                 uint64_t object;
1268                 dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
1269                 dmu_tx_hold_write(tx, DMU_NEW_OBJECT, 0, sizeof (name));
1270                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1271                 if (error) {
1272                         dmu_tx_abort(tx);
1273                 } else {
1274                         object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1275                             DMU_OT_NONE, 0, tx);
1276                         ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1277                         seq = ztest_log_create(zilog, tx, object,
1278                             DMU_OT_UINT64_OTHER);
1279                         dmu_write(os, object, 0, sizeof (name), name, tx);
1280                         dmu_tx_commit(tx);
1281                 }
1282                 if (ztest_random(5) == 0) {
1283                         zil_commit(zilog, seq, object);
1284                 }
1285                 if (ztest_random(100) == 0) {
1286                         error = zil_suspend(zilog);
1287                         if (error == 0) {
1288                                 zil_resume(zilog);
1289                         }
1290                 }
1291         }
1292
1293         /*
1294          * Verify that we cannot create an existing dataset.
1295          */
1296         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0, NULL, NULL);
1297         if (error != EEXIST)
1298                 fatal(0, "created existing dataset, error = %d", error);
1299
1300         /*
1301          * Verify that multiple dataset opens are allowed, but only when
1302          * the new access mode is compatible with the base mode.
1303          * We use a mixture of typed and typeless opens, and when the
1304          * open succeeds, verify that the discovered type is correct.
1305          */
1306         for (mode = DS_MODE_STANDARD; mode < DS_MODE_LEVELS; mode++) {
1307                 objset_t *os2;
1308                 error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER, mode, &os2);
1309                 expected_error = (basemode + mode < DS_MODE_LEVELS) ? 0 : EBUSY;
1310                 if (error != expected_error)
1311                         fatal(0, "dmu_objset_open('%s') = %d, expected %d",
1312                             name, error, expected_error);
1313                 if (error == 0)
1314                         dmu_objset_close(os2);
1315         }
1316
1317         zil_close(zilog);
1318         dmu_objset_close(os);
1319
1320         error = dmu_objset_destroy(name);
1321         if (error)
1322                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", name, error);
1323
1324         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
1329  */
1330 void
1331 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_args_t *za)
1332 {
1333         int error;
1334         objset_t *os = za->za_os;
1335         char snapname[100];
1336         char osname[MAXNAMELEN];
1337
1338         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1339         dmu_objset_name(os, osname);
1340         (void) snprintf(snapname, 100, "%s@%llu", osname,
1341             (u_longlong_t)za->za_instance);
1342
1343         error = dmu_objset_destroy(snapname);
1344         if (error != 0 && error != ENOENT)
1345                 fatal(0, "dmu_objset_destroy() = %d", error);
1346         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snapname, '@')+1, FALSE);
1347         if (error == ENOSPC)
1348                 ztest_record_enospc("dmu_take_snapshot");
1349         else if (error != 0 && error != EEXIST)
1350                 fatal(0, "dmu_take_snapshot() = %d", error);
1351         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
1352 }
1353
1354 #define ZTEST_TRAVERSE_BLOCKS   1000
1355
1356 static int
1357 ztest_blk_cb(traverse_blk_cache_t *bc, spa_t *spa, void *arg)
1358 {
1359         ztest_args_t *za = arg;
1360         zbookmark_t *zb = &bc->bc_bookmark;
1361         blkptr_t *bp = &bc->bc_blkptr;
1362         dnode_phys_t *dnp = bc->bc_dnode;
1363         traverse_handle_t *th = za->za_th;
1364         uint64_t size = BP_GET_LSIZE(bp);
1365
1366         /*
1367          * Level -1 indicates the objset_phys_t or something in its intent log.
1368          */
1369         if (zb->zb_level == -1) {
1370                 if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_OBJSET) {
1371                         ASSERT3U(zb->zb_object, ==, 0);
1372                         ASSERT3U(zb->zb_blkid, ==, 0);
1373                         ASSERT3U(size, ==, sizeof (objset_phys_t));
1374                         za->za_zil_seq = 0;
1375                 } else if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_INTENT_LOG) {
1376                         ASSERT3U(zb->zb_object, ==, 0);
1377                         ASSERT3U(zb->zb_blkid, >, za->za_zil_seq);
1378                         za->za_zil_seq = zb->zb_blkid;
1379                 } else {
1380                         ASSERT3U(zb->zb_object, !=, 0); /* lr_write_t */
1381                 }
1382
1383                 return (0);
1384         }
1385
1386         ASSERT(dnp != NULL);
1387
1388         if (bc->bc_errno)
1389                 return (ERESTART);
1390
1391         /*
1392          * Once in a while, abort the traverse.   We only do this to odd
1393          * instance numbers to ensure that even ones can run to completion.
1394          */
1395         if ((za->za_instance & 1) && ztest_random(10000) == 0)
1396                 return (EINTR);
1397
1398         if (bp->blk_birth == 0) {
1399                 ASSERT(th->th_advance & ADVANCE_HOLES);
1400                 return (0);
1401         }
1402
1403         if (zb->zb_level == 0 && !(th->th_advance & ADVANCE_DATA) &&
1404             bc == &th->th_cache[ZB_DN_CACHE][0]) {
1405                 ASSERT(bc->bc_data == NULL);
1406                 return (0);
1407         }
1408
1409         ASSERT(bc->bc_data != NULL);
1410
1411         /*
1412          * This is an expensive question, so don't ask it too often.
1413          */
1414         if (((za->za_random ^ th->th_callbacks) & 0xff) == 0) {
1415                 void *xbuf = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
1416                 if (arc_tryread(spa, bp, xbuf) == 0) {
1417                         ASSERT(bcmp(bc->bc_data, xbuf, size) == 0);
1418                 }
1419                 umem_free(xbuf, size);
1420         }
1421
1422         if (zb->zb_level > 0) {
1423                 ASSERT3U(size, ==, 1ULL << dnp->dn_indblkshift);
1424                 return (0);
1425         }
1426
1427         ASSERT(zb->zb_level == 0);
1428         ASSERT3U(size, ==, dnp->dn_datablkszsec << DEV_BSHIFT);
1429
1430         return (0);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Verify that live pool traversal works.
1435  */
1436 void
1437 ztest_traverse(ztest_args_t *za)
1438 {
1439         spa_t *spa = za->za_spa;
1440         traverse_handle_t *th = za->za_th;
1441         int rc, advance;
1442         uint64_t cbstart, cblimit;
1443
1444         if (th == NULL) {
1445                 advance = 0;
1446
1447                 if (ztest_random(2) == 0)
1448                         advance |= ADVANCE_PRE;
1449
1450                 if (ztest_random(2) == 0)
1451                         advance |= ADVANCE_PRUNE;
1452
1453                 if (ztest_random(2) == 0)
1454                         advance |= ADVANCE_DATA;
1455
1456                 if (ztest_random(2) == 0)
1457                         advance |= ADVANCE_HOLES;
1458
1459                 if (ztest_random(2) == 0)
1460                         advance |= ADVANCE_ZIL;
1461
1462                 th = za->za_th = traverse_init(spa, ztest_blk_cb, za, advance,
1463                     ZIO_FLAG_CANFAIL);
1464
1465                 traverse_add_pool(th, 0, -1ULL);
1466         }
1467
1468         advance = th->th_advance;
1469         cbstart = th->th_callbacks;
1470         cblimit = cbstart + ((advance & ADVANCE_DATA) ? 100 : 1000);
1471
1472         while ((rc = traverse_more(th)) == EAGAIN && th->th_callbacks < cblimit)
1473                 continue;
1474
1475         if (zopt_verbose >= 5)
1476                 (void) printf("traverse %s%s%s%s %llu blocks to "
1477                     "<%llu, %llu, %lld, %llx>%s\n",
1478                     (advance & ADVANCE_PRE) ? "pre" : "post",
1479                     (advance & ADVANCE_PRUNE) ? "|prune" : "",
1480                     (advance & ADVANCE_DATA) ? "|data" : "",
1481                     (advance & ADVANCE_HOLES) ? "|holes" : "",
1482                     (u_longlong_t)(th->th_callbacks - cbstart),
1483                     (u_longlong_t)th->th_lastcb.zb_objset,
1484                     (u_longlong_t)th->th_lastcb.zb_object,
1485                     (u_longlong_t)th->th_lastcb.zb_level,
1486                     (u_longlong_t)th->th_lastcb.zb_blkid,
1487                     rc == 0 ? " [done]" :
1488                     rc == EINTR ? " [aborted]" :
1489                     rc == EAGAIN ? "" :
1490                     strerror(rc));
1491
1492         if (rc != EAGAIN) {
1493                 if (rc != 0 && rc != EINTR)
1494                         fatal(0, "traverse_more(%p) = %d", th, rc);
1495                 traverse_fini(th);
1496                 za->za_th = NULL;
1497         }
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
1502  */
1503 void
1504 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_args_t *za)
1505 {
1506         objset_t *os = za->za_os;
1507         dmu_buf_t *db;
1508         dmu_tx_t *tx;
1509         uint64_t batchobj, object, batchsize, endoff, temp;
1510         int b, c, error, bonuslen;
1511         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
1512         char osname[MAXNAMELEN];
1513
1514         dmu_objset_name(os, osname);
1515
1516         endoff = -8ULL;
1517         batchsize = 2;
1518
1519         /*
1520          * Create a batch object if necessary, and record it in the directory.
1521          */
1522         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1523             sizeof (uint64_t), &batchobj));
1524         if (batchobj == 0) {
1525                 tx = dmu_tx_create(os);
1526                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1527                     sizeof (uint64_t));
1528                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1529                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1530                 if (error) {
1531                         ztest_record_enospc("create a batch object");
1532                         dmu_tx_abort(tx);
1533                         return;
1534                 }
1535                 batchobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1536                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1537                 ztest_set_random_blocksize(os, batchobj, tx);
1538                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1539                     sizeof (uint64_t), &batchobj, tx);
1540                 dmu_tx_commit(tx);
1541         }
1542
1543         /*
1544          * Destroy the previous batch of objects.
1545          */
1546         for (b = 0; b < batchsize; b++) {
1547                 VERIFY(0 == dmu_read(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1548                     sizeof (uint64_t), &object));
1549                 if (object == 0)
1550                         continue;
1551                 /*
1552                  * Read and validate contents.
1553                  * We expect the nth byte of the bonus buffer to be n.
1554                  */
1555                 VERIFY(0 == dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db));
1556                 za->za_dbuf = db;
1557
1558                 dmu_object_info_from_db(db, doi);
1559                 ASSERT(doi->doi_type == DMU_OT_UINT64_OTHER);
1560                 ASSERT(doi->doi_bonus_type == DMU_OT_PLAIN_OTHER);
1561                 ASSERT3S(doi->doi_physical_blks, >=, 0);
1562
1563                 bonuslen = doi->doi_bonus_size;
1564
1565                 for (c = 0; c < bonuslen; c++) {
1566                         if (((uint8_t *)db->db_data)[c] !=
1567                             (uint8_t)(c + bonuslen)) {
1568                                 fatal(0,
1569                                     "bad bonus: %s, obj %llu, off %d: %u != %u",
1570                                     osname, object, c,
1571                                     ((uint8_t *)db->db_data)[c],
1572                                     (uint8_t)(c + bonuslen));
1573                         }
1574                 }
1575
1576                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1577                 za->za_dbuf = NULL;
1578
1579                 /*
1580                  * We expect the word at endoff to be our object number.
1581                  */
1582                 VERIFY(0 == dmu_read(os, object, endoff,
1583                     sizeof (uint64_t), &temp));
1584
1585                 if (temp != object) {
1586                         fatal(0, "bad data in %s, got %llu, expected %llu",
1587                             osname, temp, object);
1588                 }
1589
1590                 /*
1591                  * Destroy old object and clear batch entry.
1592                  */
1593                 tx = dmu_tx_create(os);
1594                 dmu_tx_hold_write(tx, batchobj,
1595                     b * sizeof (uint64_t), sizeof (uint64_t));
1596                 dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1597                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1598                 if (error) {
1599                         ztest_record_enospc("free object");
1600                         dmu_tx_abort(tx);
1601                         return;
1602                 }
1603                 error = dmu_object_free(os, object, tx);
1604                 if (error) {
1605                         fatal(0, "dmu_object_free('%s', %llu) = %d",
1606                             osname, object, error);
1607                 }
1608                 object = 0;
1609
1610                 dmu_object_set_checksum(os, batchobj,
1611                     ztest_random_checksum(), tx);
1612                 dmu_object_set_compress(os, batchobj,
1613                     ztest_random_compress(), tx);
1614
1615                 dmu_write(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1616                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
1617
1618                 dmu_tx_commit(tx);
1619         }
1620
1621         /*
1622          * Before creating the new batch of objects, generate a bunch of churn.
1623          */
1624         for (b = ztest_random(100); b > 0; b--) {
1625                 tx = dmu_tx_create(os);
1626                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1627                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1628                 if (error) {
1629                         ztest_record_enospc("churn objects");
1630                         dmu_tx_abort(tx);
1631                         return;
1632                 }
1633                 object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1634                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1635                 ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1636                 error = dmu_object_free(os, object, tx);
1637                 if (error) {
1638                         fatal(0, "dmu_object_free('%s', %llu) = %d",
1639                             osname, object, error);
1640                 }
1641                 dmu_tx_commit(tx);
1642         }
1643
1644         /*
1645          * Create a new batch of objects with randomly chosen
1646          * blocksizes and record them in the batch directory.
1647          */
1648         for (b = 0; b < batchsize; b++) {
1649                 uint32_t va_blksize;
1650                 u_longlong_t va_nblocks;
1651
1652                 tx = dmu_tx_create(os);
1653                 dmu_tx_hold_write(tx, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1654                     sizeof (uint64_t));
1655                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1656                 dmu_tx_hold_write(tx, DMU_NEW_OBJECT, endoff,
1657                     sizeof (uint64_t));
1658                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1659                 if (error) {
1660                         ztest_record_enospc("create batchobj");
1661                         dmu_tx_abort(tx);
1662                         return;
1663                 }
1664                 bonuslen = (int)ztest_random(dmu_bonus_max()) + 1;
1665
1666                 object = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1667                     DMU_OT_PLAIN_OTHER, bonuslen, tx);
1668
1669                 ztest_set_random_blocksize(os, object, tx);
1670
1671                 dmu_object_set_checksum(os, object,
1672                     ztest_random_checksum(), tx);
1673                 dmu_object_set_compress(os, object,
1674                     ztest_random_compress(), tx);
1675
1676                 dmu_write(os, batchobj, b * sizeof (uint64_t),
1677                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
1678
1679                 /*
1680                  * Write to both the bonus buffer and the regular data.
1681                  */
1682                 VERIFY(dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db) == 0);
1683                 za->za_dbuf = db;
1684                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db_size);
1685
1686                 dmu_object_size_from_db(db, &va_blksize, &va_nblocks);
1687                 ASSERT3S(va_nblocks, >=, 0);
1688
1689                 dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1690
1691                 /*
1692                  * See comments above regarding the contents of
1693                  * the bonus buffer and the word at endoff.
1694                  */
1695                 for (c = 0; c < bonuslen; c++)
1696                         ((uint8_t *)db->db_data)[c] = (uint8_t)(c + bonuslen);
1697
1698                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1699                 za->za_dbuf = NULL;
1700
1701                 /*
1702                  * Write to a large offset to increase indirection.
1703                  */
1704                 dmu_write(os, object, endoff, sizeof (uint64_t), &object, tx);
1705
1706                 dmu_tx_commit(tx);
1707         }
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
1712  */
1713 typedef struct bufwad {
1714         uint64_t        bw_index;
1715         uint64_t        bw_txg;
1716         uint64_t        bw_data;
1717 } bufwad_t;
1718
1719 typedef struct dmu_read_write_dir {
1720         uint64_t        dd_packobj;
1721         uint64_t        dd_bigobj;
1722         uint64_t        dd_chunk;
1723 } dmu_read_write_dir_t;
1724
1725 void
1726 ztest_dmu_read_write(ztest_args_t *za)
1727 {
1728         objset_t *os = za->za_os;
1729         dmu_read_write_dir_t dd;
1730         dmu_tx_t *tx;
1731         int i, freeit, error;
1732         uint64_t n, s, txg;
1733         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
1734         uint64_t packoff, packsize, bigoff, bigsize;
1735         uint64_t regions = 997;
1736         uint64_t stride = 123456789ULL;
1737         uint64_t width = 40;
1738         int free_percent = 5;
1739
1740         /*
1741          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
1742          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
1743          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
1744          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
1745          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
1746          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
1747          *
1748          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
1749          *      bigobj, at the head of the nth chunk
1750          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
1751          *
1752          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
1753          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
1754          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
1755          *
1756          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
1757          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
1758          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
1759          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
1760          * tracking which parts of an object are allocated and free,
1761          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
1762          */
1763
1764         /*
1765          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
1766          */
1767         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
1768             sizeof (dd), &dd));
1769         if (dd.dd_chunk == 0) {
1770                 ASSERT(dd.dd_packobj == 0);
1771                 ASSERT(dd.dd_bigobj == 0);
1772                 tx = dmu_tx_create(os);
1773                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd));
1774                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1775                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1776                 if (error) {
1777                         ztest_record_enospc("create r/w directory");
1778                         dmu_tx_abort(tx);
1779                         return;
1780                 }
1781
1782                 dd.dd_packobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1783                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1784                 dd.dd_bigobj = dmu_object_alloc(os, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0,
1785                     DMU_OT_NONE, 0, tx);
1786                 dd.dd_chunk = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
1787
1788                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_packobj, tx);
1789                 ztest_set_random_blocksize(os, dd.dd_bigobj, tx);
1790
1791                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (dd), &dd,
1792                     tx);
1793                 dmu_tx_commit(tx);
1794         }
1795
1796         /*
1797          * Prefetch a random chunk of the big object.
1798          * Our aim here is to get some async reads in flight
1799          * for blocks that we may free below; the DMU should
1800          * handle this race correctly.
1801          */
1802         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
1803         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
1804         dmu_prefetch(os, dd.dd_bigobj, n * dd.dd_chunk, s * dd.dd_chunk);
1805
1806         /*
1807          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
1808          */
1809         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
1810         s = 1 + ztest_random(width - 1);
1811
1812         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
1813         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
1814
1815         bigoff = n * dd.dd_chunk;
1816         bigsize = s * dd.dd_chunk;
1817
1818         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
1819         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
1820
1821         /*
1822          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
1823          * overwriting it.
1824          */
1825         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
1826
1827         /*
1828          * Read the current contents of our objects.
1829          */
1830         error = dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff, packsize, packbuf);
1831         ASSERT3U(error, ==, 0);
1832         error = dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf);
1833         ASSERT3U(error, ==, 0);
1834
1835         /*
1836          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
1837          */
1838         tx = dmu_tx_create(os);
1839
1840         dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_packobj, packoff, packsize);
1841
1842         if (freeit)
1843                 dmu_tx_hold_free(tx, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize);
1844         else
1845                 dmu_tx_hold_write(tx, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize);
1846
1847         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
1848
1849         if (error) {
1850                 ztest_record_enospc("dmu r/w range");
1851                 dmu_tx_abort(tx);
1852                 umem_free(packbuf, packsize);
1853                 umem_free(bigbuf, bigsize);
1854                 return;
1855         }
1856
1857         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1858
1859         /*
1860          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
1861          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
1862          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
1863          * with the new values we want to write out.
1864          */
1865         for (i = 0; i < s; i++) {
1866                 /* LINTED */
1867                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
1868                 /* LINTED */
1869                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * dd.dd_chunk);
1870                 /* LINTED */
1871                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + dd.dd_chunk) - 1;
1872
1873                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
1874                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
1875
1876                 if (pack->bw_txg > txg)
1877                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
1878                             pack->bw_txg, txg);
1879
1880                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
1881                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
1882                             pack->bw_index, n, i);
1883
1884                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
1885                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
1886
1887                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
1888                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
1889
1890                 if (freeit) {
1891                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
1892                 } else {
1893                         pack->bw_index = n + i;
1894                         pack->bw_txg = txg;
1895                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
1896                 }
1897                 *bigH = *pack;
1898                 *bigT = *pack;
1899         }
1900
1901         /*
1902          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
1903          * Now write them out.
1904          */
1905         dmu_write(os, dd.dd_packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
1906
1907         if (freeit) {
1908                 if (zopt_verbose >= 6) {
1909                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
1910                             " txg %llx\n",
1911                             (u_longlong_t)bigoff,
1912                             (u_longlong_t)bigsize,
1913                             (u_longlong_t)txg);
1914                 }
1915                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, dd.dd_bigobj, bigoff,
1916                     bigsize, tx));
1917         } else {
1918                 if (zopt_verbose >= 6) {
1919                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
1920                             " txg %llx\n",
1921                             (u_longlong_t)bigoff,
1922                             (u_longlong_t)bigsize,
1923                             (u_longlong_t)txg);
1924                 }
1925                 dmu_write(os, dd.dd_bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
1926         }
1927
1928         dmu_tx_commit(tx);
1929
1930         /*
1931          * Sanity check the stuff we just wrote.
1932          */
1933         {
1934                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
1935                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
1936
1937                 VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_packobj, packoff,
1938                     packsize, packcheck));
1939                 VERIFY(0 == dmu_read(os, dd.dd_bigobj, bigoff,
1940                     bigsize, bigcheck));
1941
1942                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
1943                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
1944
1945                 umem_free(packcheck, packsize);
1946                 umem_free(bigcheck, bigsize);
1947         }
1948
1949         umem_free(packbuf, packsize);
1950         umem_free(bigbuf, bigsize);
1951 }
1952
1953 void
1954 ztest_dmu_check_future_leak(ztest_args_t *za)
1955 {
1956         objset_t *os = za->za_os;
1957         dmu_buf_t *db;
1958         ztest_block_tag_t *bt;
1959         dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
1960
1961         /*
1962          * Make sure that, if there is a write record in the bonus buffer
1963          * of the ZTEST_DIROBJ, that the txg for this record is <= the
1964          * last synced txg of the pool.
1965          */
1966         VERIFY(dmu_bonus_hold(os, ZTEST_DIROBJ, FTAG, &db) == 0);
1967         za->za_dbuf = db;
1968         VERIFY(dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, doi) == 0);
1969         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1970         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1971         ASSERT3U(doi->doi_bonus_size % sizeof (*bt), ==, 0);
1972         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi->doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1973         if (bt->bt_objset != 0) {
1974                 ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1975                 ASSERT3U(bt->bt_object, ==, ZTEST_DIROBJ);
1976                 ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, -1ULL);
1977                 ASSERT3U(bt->bt_txg, <, spa_first_txg(za->za_spa));
1978         }
1979         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1980         za->za_dbuf = NULL;
1981 }
1982
1983 void
1984 ztest_dmu_write_parallel(ztest_args_t *za)
1985 {
1986         objset_t *os = za->za_os;
1987         ztest_block_tag_t *rbt = &za->za_rbt;
1988         ztest_block_tag_t *wbt = &za->za_wbt;
1989         const size_t btsize = sizeof (ztest_block_tag_t);
1990         dmu_buf_t *db;
1991         int b, error;
1992         int bs = ZTEST_DIROBJ_BLOCKSIZE;
1993         int do_free = 0;
1994         uint64_t off, txg_how;
1995         mutex_t *lp;
1996         char osname[MAXNAMELEN];
1997         char iobuf[SPA_MAXBLOCKSIZE];
1998         blkptr_t blk = { 0 };
1999         uint64_t blkoff;
2000         zbookmark_t zb;
2001         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
2002
2003         dmu_objset_name(os, osname);
2004
2005         /*
2006          * Have multiple threads write to large offsets in ZTEST_DIROBJ
2007          * to verify that having multiple threads writing to the same object
2008          * in parallel doesn't cause any trouble.
2009          */
2010         if (ztest_random(4) == 0) {
2011                 /*
2012                  * Do the bonus buffer instead of a regular block.
2013                  * We need a lock to serialize resize vs. others,
2014                  * so we hash on the objset ID.
2015                  */
2016                 b = dmu_objset_id(os) % ZTEST_SYNC_LOCKS;
2017                 off = -1ULL;
2018                 dmu_tx_hold_bonus(tx, ZTEST_DIROBJ);
2019         } else {
2020                 b = ztest_random(ZTEST_SYNC_LOCKS);
2021                 off = za->za_diroff_shared + (b << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
2022                 if (ztest_random(4) == 0) {
2023                         do_free = 1;
2024                         dmu_tx_hold_free(tx, ZTEST_DIROBJ, off, bs);
2025                 } else {
2026                         dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, off, bs);
2027                 }
2028         }
2029
2030         txg_how = ztest_random(2) == 0 ? TXG_WAIT : TXG_NOWAIT;
2031         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
2032         if (error) {
2033                 if (error == ERESTART) {
2034                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
2035                         dmu_tx_wait(tx);
2036                 } else {
2037                         ztest_record_enospc("dmu write parallel");
2038                 }
2039                 dmu_tx_abort(tx);
2040                 return;
2041         }
2042
2043         lp = &ztest_shared->zs_sync_lock[b];
2044         (void) mutex_lock(lp);
2045
2046         wbt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
2047         wbt->bt_object = ZTEST_DIROBJ;
2048         wbt->bt_offset = off;
2049         wbt->bt_txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2050         wbt->bt_thread = za->za_instance;
2051         wbt->bt_seq = ztest_shared->zs_seq[b]++;        /* protected by lp */
2052
2053         if (off == -1ULL) {
2054                 dmu_object_info_t *doi = &za->za_doi;
2055                 char *dboff;
2056
2057                 VERIFY(dmu_bonus_hold(os, ZTEST_DIROBJ, FTAG, &db) == 0);
2058                 za->za_dbuf = db;
2059                 dmu_object_info_from_db(db, doi);
2060                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, <=, db->db_size);
2061                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size, >=, btsize);
2062                 ASSERT3U(doi->doi_bonus_size % btsize, ==, 0);
2063                 dboff = (char *)db->db_data + doi->doi_bonus_size - btsize;
2064                 bcopy(dboff, rbt, btsize);
2065                 if (rbt->bt_objset != 0) {
2066                         ASSERT3U(rbt->bt_objset, ==, wbt->bt_objset);
2067                         ASSERT3U(rbt->bt_object, ==, wbt->bt_object);
2068                         ASSERT3U(rbt->bt_offset, ==, wbt->bt_offset);
2069                         ASSERT3U(rbt->bt_txg, <=, wbt->bt_txg);
2070                 }
2071                 if (ztest_random(10) == 0) {
2072                         int newsize = (ztest_random(db->db_size /
2073                             btsize) + 1) * btsize;
2074
2075                         ASSERT3U(newsize, >=, btsize);
2076                         ASSERT3U(newsize, <=, db->db_size);
2077                         VERIFY3U(dmu_set_bonus(db, newsize, tx), ==, 0);
2078                         dboff = (char *)db->db_data + newsize - btsize;
2079                 }
2080                 dmu_buf_will_dirty(db, tx);
2081                 bcopy(wbt, dboff, btsize);
2082                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
2083                 za->za_dbuf = NULL;
2084         } else if (do_free) {
2085                 VERIFY(dmu_free_range(os, ZTEST_DIROBJ, off, bs, tx) == 0);
2086         } else {
2087                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, off, btsize, wbt, tx);
2088         }
2089
2090         (void) mutex_unlock(lp);
2091
2092         if (ztest_random(1000) == 0)
2093                 (void) poll(NULL, 0, 1); /* open dn_notxholds window */
2094
2095         dmu_tx_commit(tx);
2096
2097         if (ztest_random(10000) == 0)
2098                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), wbt->bt_txg);
2099
2100         if (off == -1 || do_free)
2101                 return;
2102
2103         if (ztest_random(2) != 0)
2104                 return;
2105
2106         /*
2107          * dmu_sync() the block we just wrote.
2108          */
2109         (void) mutex_lock(lp);
2110
2111         blkoff = P2ALIGN_TYPED(off, bs, uint64_t);
2112         error = dmu_buf_hold(os, ZTEST_DIROBJ, blkoff, FTAG, &db);
2113         za->za_dbuf = db;
2114         if (error) {
2115                 dprintf("dmu_buf_hold(%s, %d, %llx) = %d\n",
2116                     osname, ZTEST_DIROBJ, blkoff, error);
2117                 (void) mutex_unlock(lp);
2118                 return;
2119         }
2120         blkoff = off - blkoff;
2121         error = dmu_sync(NULL, db, &blk, wbt->bt_txg, NULL, NULL);
2122         dmu_buf_rele(db, FTAG);
2123         za->za_dbuf = NULL;
2124
2125         (void) mutex_unlock(lp);
2126
2127         if (error) {
2128                 dprintf("dmu_sync(%s, %d, %llx) = %d\n",
2129                     osname, ZTEST_DIROBJ, off, error);
2130                 return;
2131         }
2132
2133         if (blk.blk_birth == 0)         /* concurrent free */
2134                 return;
2135
2136         txg_suspend(dmu_objset_pool(os));
2137
2138         ASSERT(blk.blk_fill == 1);
2139         ASSERT3U(BP_GET_TYPE(&blk), ==, DMU_OT_UINT64_OTHER);
2140         ASSERT3U(BP_GET_LEVEL(&blk), ==, 0);
2141         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(&blk), ==, bs);
2142
2143         /*
2144          * Read the block that dmu_sync() returned to make sure its contents
2145          * match what we wrote.  We do this while still txg_suspend()ed
2146          * to ensure that the block can't be reused before we read it.
2147          */
2148         zb.zb_objset = dmu_objset_id(os);
2149         zb.zb_object = ZTEST_DIROBJ;
2150         zb.zb_level = 0;
2151         zb.zb_blkid = off / bs;
2152         error = zio_wait(zio_read(NULL, za->za_spa, &blk, iobuf, bs,
2153             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb));
2154         ASSERT3U(error, ==, 0);
2155
2156         txg_resume(dmu_objset_pool(os));
2157
2158         bcopy(&iobuf[blkoff], rbt, btsize);
2159
2160         if (rbt->bt_objset == 0)                /* concurrent free */
2161                 return;
2162
2163         ASSERT3U(rbt->bt_objset, ==, wbt->bt_objset);
2164         ASSERT3U(rbt->bt_object, ==, wbt->bt_object);
2165         ASSERT3U(rbt->bt_offset, ==, wbt->bt_offset);
2166
2167         /*
2168          * The semantic of dmu_sync() is that we always push the most recent
2169          * version of the data, so in the face of concurrent updates we may
2170          * see a newer version of the block.  That's OK.
2171          */
2172         ASSERT3U(rbt->bt_txg, >=, wbt->bt_txg);
2173         if (rbt->bt_thread == wbt->bt_thread)
2174                 ASSERT3U(rbt->bt_seq, ==, wbt->bt_seq);
2175         else
2176                 ASSERT3U(rbt->bt_seq, >, wbt->bt_seq);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
2181  */
2182 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
2183 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
2184 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
2185
2186 void
2187 ztest_zap(ztest_args_t *za)
2188 {
2189         objset_t *os = za->za_os;
2190         uint64_t object;
2191         uint64_t txg, last_txg;
2192         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
2193         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
2194         int i, ints;
2195         dmu_tx_t *tx;
2196         char propname[100], txgname[100];
2197         int error;
2198         char osname[MAXNAMELEN];
2199         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
2200
2201         dmu_objset_name(os, osname);
2202
2203         /*
2204          * Create a new object if necessary, and record it in the directory.
2205          */
2206         VERIFY(0 == dmu_read(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2207             sizeof (uint64_t), &object));
2208
2209         if (object == 0) {
2210                 tx = dmu_tx_create(os);
2211                 dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2212                     sizeof (uint64_t));
2213                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, TRUE, NULL);
2214                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2215                 if (error) {
2216                         ztest_record_enospc("create zap test obj");
2217                         dmu_tx_abort(tx);
2218                         return;
2219                 }
2220                 object = zap_create(os, DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx);
2221                 if (error) {
2222                         fatal(0, "zap_create('%s', %llu) = %d",
2223                             osname, object, error);
2224                 }
2225                 ASSERT(object != 0);
2226                 dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff,
2227                     sizeof (uint64_t), &object, tx);
2228                 /*
2229                  * Generate a known hash collision, and verify that
2230                  * we can lookup and remove both entries.
2231                  */
2232                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2233                         value[i] = i;
2234                         error = zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
2235                             1, &value[i], tx);
2236                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2237                 }
2238                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2239                         error = zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
2240                             1, &value[i], tx);
2241                         ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
2242                         error = zap_length(os, object, hc[i],
2243                             &zl_intsize, &zl_ints);
2244                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2245                         ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2246                         ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
2247                 }
2248                 for (i = 0; i < 2; i++) {
2249                         error = zap_remove(os, object, hc[i], tx);
2250                         ASSERT3U(error, ==, 0);
2251                 }
2252
2253                 dmu_tx_commit(tx);
2254         }
2255
2256         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
2257
2258         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
2259         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
2260         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
2261         bzero(value, sizeof (value));
2262         last_txg = 0;
2263
2264         /*
2265          * If these zap entries already exist, validate their contents.
2266          */
2267         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
2268         if (error == 0) {
2269                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2270                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
2271
2272                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
2273                     zl_ints, &last_txg) == 0);
2274
2275                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
2276                     &zl_ints) == 0);
2277
2278                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
2279                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
2280
2281                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
2282                     zl_ints, value) == 0);
2283
2284                 for (i = 0; i < ints; i++) {
2285                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
2286                 }
2287         } else {
2288                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
2289         }
2290
2291         /*
2292          * Atomically update two entries in our zap object.
2293          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
2294          * in which the property was last updated.  The second
2295          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
2296          * should be txg + object + n.
2297          */
2298         tx = dmu_tx_create(os);
2299         dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
2300         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2301         if (error) {
2302                 ztest_record_enospc("create zap entry");
2303                 dmu_tx_abort(tx);
2304                 return;
2305         }
2306         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2307
2308         if (last_txg > txg)
2309                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
2310
2311         for (i = 0; i < ints; i++)
2312                 value[i] = txg + object + i;
2313
2314         error = zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t), 1, &txg, tx);
2315         if (error)
2316                 fatal(0, "zap_update('%s', %llu, '%s') = %d",
2317                     osname, object, txgname, error);
2318
2319         error = zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
2320             ints, value, tx);
2321         if (error)
2322                 fatal(0, "zap_update('%s', %llu, '%s') = %d",
2323                     osname, object, propname, error);
2324
2325         dmu_tx_commit(tx);
2326
2327         /*
2328          * Remove a random pair of entries.
2329          */
2330         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
2331         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
2332         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
2333
2334         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
2335
2336         if (error == ENOENT)
2337                 return;
2338
2339         ASSERT3U(error, ==, 0);
2340
2341         tx = dmu_tx_create(os);
2342         dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
2343         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2344         if (error) {
2345                 ztest_record_enospc("remove zap entry");
2346                 dmu_tx_abort(tx);
2347                 return;
2348         }
2349         error = zap_remove(os, object, txgname, tx);
2350         if (error)
2351                 fatal(0, "zap_remove('%s', %llu, '%s') = %d",
2352                     osname, object, txgname, error);
2353
2354         error = zap_remove(os, object, propname, tx);
2355         if (error)
2356                 fatal(0, "zap_remove('%s', %llu, '%s') = %d",
2357                     osname, object, propname, error);
2358
2359         dmu_tx_commit(tx);
2360
2361         /*
2362          * Once in a while, destroy the object.
2363          */
2364         if (ztest_random(1000) != 0)
2365                 return;
2366
2367         tx = dmu_tx_create(os);
2368         dmu_tx_hold_write(tx, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (uint64_t));
2369         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
2370         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2371         if (error) {
2372                 ztest_record_enospc("destroy zap object");
2373                 dmu_tx_abort(tx);
2374                 return;
2375         }
2376         error = zap_destroy(os, object, tx);
2377         if (error)
2378                 fatal(0, "zap_destroy('%s', %llu) = %d",
2379                     osname, object, error);
2380         object = 0;
2381         dmu_write(os, ZTEST_DIROBJ, za->za_diroff, sizeof (uint64_t),
2382             &object, tx);
2383         dmu_tx_commit(tx);
2384 }
2385
2386 void
2387 ztest_zap_parallel(ztest_args_t *za)
2388 {
2389         objset_t *os = za->za_os;
2390         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
2391         dmu_tx_t *tx;
2392         int i, namelen, error;
2393         char name[20], string_value[20];
2394         void *data;
2395
2396         /*
2397          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
2398          * x is a random printable character and the dots are dots.
2399          * There are 94 such characters, and the name length goes from
2400          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
2401          */
2402         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
2403
2404         for (i = 0; i < 3; i++)
2405                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
2406         for (; i < namelen - 1; i++)
2407                 name[i] = '.';
2408         name[i] = '\0';
2409
2410         if (ztest_random(2) == 0)
2411                 object = ZTEST_MICROZAP_OBJ;
2412         else
2413                 object = ZTEST_FATZAP_OBJ;
2414
2415         if ((namelen & 1) || object == ZTEST_MICROZAP_OBJ) {
2416                 wsize = sizeof (txg);
2417                 wc = 1;
2418                 data = &txg;
2419         } else {
2420                 wsize = 1;
2421                 wc = namelen;
2422                 data = string_value;
2423         }
2424
2425         count = -1ULL;
2426         VERIFY(zap_count(os, object, &count) == 0);
2427         ASSERT(count != -1ULL);
2428
2429         /*
2430          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
2431          */
2432         i = ztest_random(5);
2433
2434         if (i >= 2) {
2435                 tx = dmu_tx_create(os);
2436                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, TRUE, NULL);
2437                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
2438                 if (error) {
2439                         ztest_record_enospc("zap parallel");
2440                         dmu_tx_abort(tx);
2441                         return;
2442                 }
2443                 txg = dmu_tx_get_txg(tx);
2444                 bcopy(name, string_value, namelen);
2445         } else {
2446                 tx = NULL;
2447                 txg = 0;
2448                 bzero(string_value, namelen);
2449         }
2450
2451         switch (i) {
2452
2453         case 0:
2454                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
2455                 if (error == 0) {
2456                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
2457                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
2458                 } else {
2459                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
2460                 }
2461                 break;
2462
2463         case 1:
2464                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
2465                 if (error == 0) {
2466                         if (data == string_value &&
2467                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
2468                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
2469                                     name, data, namelen);
2470                 } else {
2471                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
2472                 }
2473                 break;
2474
2475         case 2:
2476                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
2477                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
2478                 break;
2479
2480         case 3:
2481                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
2482                 break;
2483
2484         case 4:
2485                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
2486                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
2487                 break;
2488         }
2489
2490         if (tx != NULL)
2491                 dmu_tx_commit(tx);
2492 }
2493
2494 void
2495 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_args_t *za)
2496 {
2497         objset_t *os = za->za_os;
2498         int i, inherit;
2499         uint64_t value;
2500         const char *prop, *valname;
2501         char setpoint[MAXPATHLEN];
2502         char osname[MAXNAMELEN];
2503         int error;
2504
2505         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
2506
2507         dmu_objset_name(os, osname);
2508
2509         for (i = 0; i < 2; i++) {
2510                 if (i == 0) {
2511                         prop = "checksum";
2512                         value = ztest_random_checksum();
2513                         inherit = (value == ZIO_CHECKSUM_INHERIT);
2514                 } else {
2515                         prop = "compression";
2516                         value = ztest_random_compress();
2517                         inherit = (value == ZIO_COMPRESS_INHERIT);
2518                 }
2519
2520                 error = dsl_prop_set(osname, prop, sizeof (value),
2521                     !inherit, &value);
2522
2523                 if (error == ENOSPC) {
2524                         ztest_record_enospc("dsl_prop_set");
2525                         break;
2526                 }
2527
2528                 ASSERT3U(error, ==, 0);
2529
2530                 VERIFY3U(dsl_prop_get(osname, prop, sizeof (value),
2531                     1, &value, setpoint), ==, 0);
2532
2533                 if (i == 0)
2534                         valname = zio_checksum_table[value].ci_name;
2535                 else
2536                         valname = zio_compress_table[value].ci_name;
2537
2538                 if (zopt_verbose >= 6) {
2539                         (void) printf("%s %s = %s for '%s'\n",
2540                             osname, prop, valname, setpoint);
2541                 }
2542         }
2543
2544         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
2545 }
2546
2547 static void
2548 ztest_error_setup(vdev_t *vd, int mode, int mask, uint64_t arg)
2549 {
2550         int c;
2551
2552         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2553                 ztest_error_setup(vd->vdev_child[c], mode, mask, arg);
2554
2555         if (vd->vdev_path != NULL) {
2556                 vd->vdev_fault_mode = mode;
2557                 vd->vdev_fault_mask = mask;
2558                 vd->vdev_fault_arg = arg;
2559         }
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Inject random faults into the on-disk data.
2564  */
2565 void
2566 ztest_fault_inject(ztest_args_t *za)
2567 {
2568         int fd;
2569         uint64_t offset;
2570         uint64_t leaves = MAX(zopt_mirrors, 1) * zopt_raidz;
2571         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecade;
2572         uint64_t top, leaf;
2573         char path0[MAXPATHLEN];
2574         char pathrand[MAXPATHLEN];
2575         size_t fsize;
2576         spa_t *spa = za->za_spa;
2577         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
2578         int iters = 1000;
2579         vdev_t *vd0;
2580         uint64_t guid0 = 0;
2581
2582         /*
2583          * We can't inject faults when we have no fault tolerance.
2584          */
2585         if (zopt_maxfaults == 0)
2586                 return;
2587
2588         ASSERT(leaves >= 2);
2589
2590         /*
2591          * Pick a random top-level vdev.
2592          */
2593         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
2594         top = ztest_random(spa->spa_root_vdev->vdev_children);
2595         spa_config_exit(spa, FTAG);
2596
2597         /*
2598          * Pick a random leaf.
2599          */
2600         leaf = ztest_random(leaves);
2601
2602         /*
2603          * Generate paths to the first two leaves in this top-level vdev,
2604          * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
2605          * I/O errors and random online/offline activity on leaf 0,
2606          * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
2607          */
2608         (void) snprintf(path0, sizeof (path0),
2609             ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + 0);
2610         (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand),
2611             ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, top * leaves + leaf);
2612
2613         dprintf("damaging %s and %s\n", path0, pathrand);
2614
2615         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
2616
2617         /*
2618          * If we can tolerate two or more faults, make vd0 fail randomly.
2619          */
2620         vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
2621         if (vd0 != NULL && zopt_maxfaults >= 2) {
2622                 guid0 = vd0->vdev_guid;
2623                 ztest_error_setup(vd0, VDEV_FAULT_COUNT,
2624                     (1U << ZIO_TYPE_READ) | (1U << ZIO_TYPE_WRITE), 100);
2625         }
2626
2627         spa_config_exit(spa, FTAG);
2628
2629         /*
2630          * If we can tolerate two or more faults, randomly online/offline vd0.
2631          */
2632         if (zopt_maxfaults >= 2 && guid0 != 0) {
2633                 if (ztest_random(10) < 6)
2634                         (void) vdev_offline(spa, guid0, B_TRUE);
2635                 else
2636                         (void) vdev_online(spa, guid0, B_FALSE, NULL);
2637         }
2638
2639         /*
2640          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
2641          */
2642         fd = open(pathrand, O_RDWR);
2643
2644         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
2645                 return;
2646
2647         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2648
2649         while (--iters != 0) {
2650                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
2651                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
2652                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
2653
2654                 if (offset >= fsize)
2655                         continue;
2656
2657                 if (zopt_verbose >= 6)
2658                         (void) printf("injecting bad word into %s,"
2659                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
2660
2661                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
2662                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
2663                             offset, pathrand);
2664         }
2665
2666         (void) close(fd);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Scrub the pool.
2671  */
2672 void
2673 ztest_scrub(ztest_args_t *za)
2674 {
2675         spa_t *spa = za->za_spa;
2676
2677         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2678         (void) spa_scrub(spa, POOL_SCRUB_EVERYTHING, B_FALSE);
2679         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2680         (void) poll(NULL, 0, 1000); /* wait a second, then force a restart */
2681         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2682         (void) spa_scrub(spa, POOL_SCRUB_EVERYTHING, B_FALSE);
2683         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
2688  */
2689 void
2690 ztest_spa_rename(ztest_args_t *za)
2691 {
2692         char *oldname, *newname;
2693         int error;
2694         spa_t *spa;
2695
2696         (void) rw_wrlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
2697
2698         oldname = za->za_pool;
2699         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
2700         (void) strcpy(newname, oldname);
2701         (void) strcat(newname, "_tmp");
2702
2703         /*
2704          * Do the rename
2705          */
2706         error = spa_rename(oldname, newname);
2707         if (error)
2708                 fatal(0, "spa_rename('%s', '%s') = %d", oldname,
2709                     newname, error);
2710
2711         /*
2712          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
2713          */
2714         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
2715         if (error != ENOENT)
2716                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
2717
2718         /*
2719          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
2720          */
2721         error = spa_open(newname, &spa, FTAG);
2722         if (error != 0)
2723                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
2724
2725         ASSERT(spa == za->za_spa);
2726         spa_close(spa, FTAG);
2727
2728         /*
2729          * Rename it back to the original
2730          */
2731         error = spa_rename(newname, oldname);
2732         if (error)
2733                 fatal(0, "spa_rename('%s', '%s') = %d", newname,
2734                     oldname, error);
2735
2736         /*
2737          * Make sure it can still be opened
2738          */
2739         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
2740         if (error != 0)
2741                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
2742
2743         ASSERT(spa == za->za_spa);
2744         spa_close(spa, FTAG);
2745
2746         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
2747
2748         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
2749 }
2750
2751
2752 /*
2753  * Completely obliterate one disk.
2754  */
2755 static void
2756 ztest_obliterate_one_disk(uint64_t vdev)
2757 {
2758         int fd;
2759         char dev_name[MAXPATHLEN], copy_name[MAXPATHLEN];
2760         size_t fsize;
2761
2762         if (zopt_maxfaults < 2)
2763                 return;
2764
2765         (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, vdev);
2766         (void) snprintf(copy_name, MAXPATHLEN, "%s.old", dev_name);
2767
2768         fd = open(dev_name, O_RDWR);
2769
2770         if (fd == -1)
2771                 fatal(1, "can't open %s", dev_name);
2772
2773         /*
2774          * Determine the size.
2775          */
2776         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2777
2778         (void) close(fd);
2779
2780         /*
2781          * Rename the old device to dev_name.old (useful for debugging).
2782          */
2783         VERIFY(rename(dev_name, copy_name) == 0);
2784
2785         /*
2786          * Create a new one.
2787          */
2788         VERIFY((fd = open(dev_name, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666)) >= 0);
2789         VERIFY(ftruncate(fd, fsize) == 0);
2790         (void) close(fd);
2791 }
2792
2793 static void
2794 ztest_replace_one_disk(spa_t *spa, uint64_t vdev)
2795 {
2796         char dev_name[MAXPATHLEN];
2797         nvlist_t *file, *root;
2798         int error;
2799         uint64_t guid;
2800         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2801         vdev_t *vd;
2802
2803         (void) sprintf(dev_name, ztest_dev_template, zopt_dir, zopt_pool, vdev);
2804
2805         /*
2806          * Build the nvlist describing dev_name.
2807          */
2808         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2809         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
2810         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, dev_name) == 0);
2811         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
2812
2813         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2814         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2815         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
2816             &file, 1) == 0);
2817
2818         spa_config_enter(spa, RW_READER, FTAG);
2819         if ((vd = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, dev_name)) == NULL)
2820                 guid = 0;
2821         else
2822                 guid = vd->vdev_guid;
2823         spa_config_exit(spa, FTAG);
2824         error = spa_vdev_attach(spa, guid, root, B_TRUE);
2825         if (error != 0 &&
2826             error != EBUSY &&
2827             error != ENOTSUP &&
2828             error != ENODEV &&
2829             error != EDOM)
2830                 fatal(0, "spa_vdev_attach(in-place) = %d", error);
2831
2832         nvlist_free(file);
2833         nvlist_free(root);
2834 }
2835
2836 static void
2837 ztest_verify_blocks(char *pool)
2838 {
2839         int status;
2840         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
2841         char zbuf[1024];
2842         char *bin;
2843         char *ztest;
2844         char *isa;
2845         int isalen;
2846         FILE *fp;
2847
2848         (void) realpath(getexecname(), zdb);
2849
2850         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
2851         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
2852         ztest = strstr(bin, "/ztest");
2853         isa = bin + 8;
2854         isalen = ztest - isa;
2855         isa = strdup(isa);
2856         /* LINTED */
2857         (void) sprintf(bin,
2858             "/usr/sbin%.*s/zdb -bc%s%s -U /tmp/zpool.cache -O %s %s",
2859             isalen,
2860             isa,
2861             zopt_verbose >= 3 ? "s" : "",
2862             zopt_verbose >= 4 ? "v" : "",
2863             ztest_random(2) == 0 ? "pre" : "post", pool);
2864         free(isa);
2865
2866         if (zopt_verbose >= 5)
2867                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
2868
2869         fp = popen(zdb, "r");
2870
2871         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
2872                 if (zopt_verbose >= 3)
2873                         (void) printf("%s", zbuf);
2874
2875         status = pclose(fp);
2876
2877         if (status == 0)
2878                 return;
2879
2880         ztest_dump_core = 0;
2881         if (WIFEXITED(status))
2882                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
2883         else
2884                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
2885 }
2886
2887 static void
2888 ztest_walk_pool_directory(char *header)
2889 {
2890         spa_t *spa = NULL;
2891
2892         if (zopt_verbose >= 6)
2893                 (void) printf("%s\n", header);
2894
2895         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2896         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
2897                 if (zopt_verbose >= 6)
2898                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
2899         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2900 }
2901
2902 static void
2903 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
2904 {
2905         nvlist_t *config;
2906         uint64_t pool_guid;
2907         spa_t *spa;
2908         int error;
2909
2910         if (zopt_verbose >= 4) {
2911                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
2912                     oldname, newname);
2913         }
2914
2915         /*
2916          * Clean up from previous runs.
2917          */
2918         (void) spa_destroy(newname);
2919
2920         /*
2921          * Get the pool's configuration and guid.
2922          */
2923         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
2924         if (error)
2925                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", oldname, error);
2926
2927         pool_guid = spa_guid(spa);
2928         spa_close(spa, FTAG);
2929
2930         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
2931
2932         /*
2933          * Export it.
2934          */
2935         error = spa_export(oldname, &config);
2936         if (error)
2937                 fatal(0, "spa_export('%s') = %d", oldname, error);
2938
2939         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
2940
2941         /*
2942          * Import it under the new name.
2943          */
2944         error = spa_import(newname, config, NULL);
2945         if (error)
2946                 fatal(0, "spa_import('%s') = %d", newname, error);
2947
2948         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
2949
2950         /*
2951          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
2952          */
2953         error = spa_import(newname, config, NULL);
2954         if (error != EEXIST)
2955                 fatal(0, "spa_import('%s') twice", newname);
2956
2957         /*
2958          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
2959          */
2960         error = spa_import(oldname, config, NULL);
2961         if (error != EEXIST)
2962                 fatal(0, "spa_import('%s') under multiple names", newname);
2963
2964         /*
2965          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
2966          */
2967         error = spa_open(oldname, &spa, FTAG);
2968         if (error != ENOENT)
2969                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
2970
2971         /*
2972          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
2973          */
2974         error = spa_open(newname, &spa, FTAG);
2975         if (error)
2976                 fatal(0, "spa_open('%s') = %d", newname, error);
2977         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
2978         spa_close(spa, FTAG);
2979
2980         nvlist_free(config);
2981 }
2982
2983 /* ARGSUSED */
2984 static void *
2985 ztest_suspend_monitor(void *arg)
2986 {
2987         spa_t *spa;
2988         int error;
2989
2990         error = spa_open(zopt_pool, &spa, FTAG);
2991         if (error) {
2992                 (void) printf("Unable to monitor pool '%s'\n", zopt_pool);
2993                 return (NULL);
2994         }
2995
2996         while (!ztest_exiting) {
2997                 mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);
2998                 while (!ztest_exiting && list_is_empty(&spa->spa_zio_list))
2999                         cv_wait(&spa->spa_zio_cv, &spa->spa_zio_lock);
3000                 mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
3001
3002                 (void) sleep(3);
3003                 /*
3004                  * We don't hold the spa_config_lock since the pool is in
3005                  * complete failure mode and there is no way for us to
3006                  * change the vdev config when we're in this state.
3007                  */
3008                 while ((error = zio_vdev_resume_io(spa)) != 0) {
3009                         (void) printf("I/O could not be resumed, %d\n", error);
3010                         (void) sleep(1);
3011                 }
3012                 vdev_clear(spa, NULL, B_TRUE);
3013         }
3014         spa_close(spa, FTAG);
3015         return (NULL);
3016 }
3017
3018 static void *
3019 ztest_thread(void *arg)
3020 {
3021         ztest_args_t *za = arg;
3022         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3023         hrtime_t now, functime;
3024         ztest_info_t *zi;
3025         int f, i;
3026
3027         while ((now = gethrtime()) < za->za_stop) {
3028                 /*
3029                  * See if it's time to force a crash.
3030                  */
3031                 if (now > za->za_kill) {
3032                         zs->zs_alloc = spa_get_alloc(za->za_spa);
3033                         zs->zs_space = spa_get_space(za->za_spa);
3034                         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
3035                 }
3036
3037                 /*
3038                  * Pick a random function.
3039                  */
3040                 f = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
3041                 zi = &zs->zs_info[f];
3042
3043                 /*
3044                  * Decide whether to call it, based on the requested frequency.
3045                  */
3046                 if (zi->zi_call_target == 0 ||
3047                     (double)zi->zi_call_total / zi->zi_call_target >
3048                     (double)(now - zs->zs_start_time) / (zopt_time * NANOSEC))
3049                         continue;
3050
3051                 atomic_add_64(&zi->zi_calls, 1);
3052                 atomic_add_64(&zi->zi_call_total, 1);
3053
3054                 za->za_diroff = (za->za_instance * ZTEST_FUNCS + f) *
3055                     ZTEST_DIRSIZE;
3056                 za->za_diroff_shared = (1ULL << 63);
3057
3058                 for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
3059                         zi->zi_func(za);
3060
3061                 functime = gethrtime() - now;
3062
3063                 atomic_add_64(&zi->zi_call_time, functime);
3064
3065                 if (zopt_verbose >= 4) {
3066                         Dl_info dli;
3067                         (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
3068                         (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
3069                             (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
3070                 }
3071
3072                 /*
3073                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
3074                  */
3075                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
3076                         break;
3077         }
3078
3079         return (NULL);
3080 }
3081
3082 /*
3083  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
3084  */
3085 static void
3086 ztest_run(char *pool)
3087 {
3088         int t, d, error;
3089         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
3090         ztest_args_t *za;
3091         spa_t *spa;
3092         char name[100];
3093         thread_t tid;
3094
3095         (void) _mutex_init(&zs->zs_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL);
3096         (void) rwlock_init(&zs->zs_name_lock, USYNC_THREAD, NULL);
3097
3098         for (t = 0; t < ZTEST_SYNC_LOCKS; t++)
3099                 (void) _mutex_init(&zs->zs_sync_lock[t], USYNC_THREAD, NULL);
3100
3101         /*
3102          * Destroy one disk before we even start.
3103          * It's mirrored, so everything should work just fine.
3104          * This makes us exercise fault handling very early in spa_load().
3105          */
3106         ztest_obliterate_one_disk(0);
3107
3108         /*
3109          * Verify that the sum of the sizes of all blocks in the pool
3110          * equals the SPA's allocated space total.
3111          */
3112         ztest_verify_blocks(pool);
3113
3114         /*
3115          * Kick off a replacement of the disk we just obliterated.
3116          */
3117         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3118         error = spa_open(pool, &spa, FTAG);
3119         if (error)
3120                 fatal(0, "spa_open(%s) = %d", pool, error);
3121         ztest_replace_one_disk(spa, 0);
3122         if (zopt_verbose >= 5)
3123                 show_pool_stats(spa);
3124         spa_close(spa, FTAG);
3125         kernel_fini();
3126
3127         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3128
3129         /*
3130          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
3131          * different name.
3132          */
3133         if (ztest_random(2) == 0) {
3134                 (void) snprintf(name, 100, "%s_import", pool);
3135                 ztest_spa_import_export(pool, name);
3136                 ztest_spa_import_export(name, pool);
3137         }
3138
3139         /*
3140          * Verify that we can loop over all pools.
3141          */
3142         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
3143         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa)) {
3144                 if (zopt_verbose > 3) {
3145                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
3146                 }
3147         }
3148         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
3149
3150         /*
3151          * Create a thread to handling complete pool failures. This
3152          * thread will kickstart the I/Os when they suspend. We must
3153          * start the thread before setting the zio_io_fail_shift, which
3154          * will indicate our failure rate.
3155          */
3156         error = thr_create(0, 0, ztest_suspend_monitor, NULL, THR_BOUND, &tid);
3157         if (error) {
3158                 fatal(0, "can't create suspend monitor thread: error %d",
3159                     t, error);
3160         }
3161
3162         /*
3163          * Open our pool.
3164          */
3165         error = spa_open(pool, &spa, FTAG);
3166         if (error)
3167                 fatal(0, "spa_open() = %d", error);
3168
3169         /*
3170          * Verify that we can safely inquire about about any object,
3171          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
3172          * we probe a 5-wide window around each power of two.
3173          * This hits all edge cases, including zero and the max.
3174          */
3175         for (t = 0; t < 64; t++) {
3176                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
3177                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
3178                             (1ULL << t) + d, NULL);
3179                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
3180                             error == EINVAL);
3181                 }
3182         }
3183
3184         /*
3185          * Now kick off all the tests that run in parallel.
3186          */
3187         zs->zs_enospc_count = 0;
3188
3189         za = umem_zalloc(zopt_threads * sizeof (ztest_args_t), UMEM_NOFAIL);
3190
3191         if (zopt_verbose >= 4)
3192                 (void) printf("starting main threads...\n");
3193
3194         /* Let failures begin */
3195         zio_io_fail_shift = zopt_write_fail_shift;
3196
3197         za[0].za_start = gethrtime();
3198         za[0].za_stop = za[0].za_start + zopt_passtime * NANOSEC;
3199         za[0].za_stop = MIN(za[0].za_stop, zs->zs_stop_time);
3200         za[0].za_kill = za[0].za_stop;
3201         if (ztest_random(100) < zopt_killrate)
3202                 za[0].za_kill -= ztest_random(zopt_passtime * NANOSEC);
3203
3204         for (t = 0; t < zopt_threads; t++) {
3205                 d = t % zopt_datasets;
3206
3207                 (void) strcpy(za[t].za_pool, pool);
3208                 za[t].za_os = za[d].za_os;
3209                 za[t].za_spa = spa;
3210                 za[t].za_zilog = za[d].za_zilog;
3211                 za[t].za_instance = t;
3212                 za[t].za_random = ztest_random(-1ULL);
3213                 za[t].za_start = za[0].za_start;
3214                 za[t].za_stop = za[0].za_stop;
3215                 za[t].za_kill = za[0].za_kill;
3216
3217                 if (t < zopt_datasets) {
3218                         ztest_replay_t zr;
3219                         int test_future = FALSE;
3220                         (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3221                         (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_%d", pool, pool, d);
3222                         error = dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, NULL, 0,
3223                             ztest_create_cb, NULL);
3224                         if (error == EEXIST) {
3225                                 test_future = TRUE;
3226                         } else if (error == ENOSPC) {
3227                                 zs->zs_enospc_count++;
3228                                 (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3229                                 break;
3230                         } else if (error != 0) {
3231                                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d",
3232                                     name, error);
3233                         }
3234                         error = dmu_objset_open(name, DMU_OST_OTHER,
3235                             DS_MODE_STANDARD, &za[d].za_os);
3236                         if (error)
3237                                 fatal(0, "dmu_objset_open('%s') = %d",
3238                                     name, error);
3239                         (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3240                         if (test_future)
3241                                 ztest_dmu_check_future_leak(&za[t]);
3242                         zr.zr_os = za[d].za_os;
3243                         zil_replay(zr.zr_os, &zr, &zr.zr_assign,
3244                             ztest_replay_vector);
3245                         za[d].za_zilog = zil_open(za[d].za_os, NULL);
3246                 }
3247
3248                 error = thr_create(0, 0, ztest_thread, &za[t], THR_BOUND,
3249                     &za[t].za_thread);
3250                 if (error)
3251                         fatal(0, "can't create thread %d: error %d",
3252                             t, error);
3253         }
3254
3255         while (--t >= 0) {
3256                 error = thr_join(za[t].za_thread, NULL, NULL);
3257                 if (error)
3258                         fatal(0, "thr_join(%d) = %d", t, error);
3259                 if (za[t].za_th)
3260                         traverse_fini(za[t].za_th);
3261                 if (t < zopt_datasets) {
3262                         zil_close(za[t].za_zilog);
3263                         dmu_objset_close(za[t].za_os);
3264                 }
3265         }
3266
3267         if (zopt_verbose >= 3)
3268                 show_pool_stats(spa);
3269
3270         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3271
3272         zs->zs_alloc = spa_get_alloc(spa);
3273         zs->zs_space = spa_get_space(spa);
3274
3275         /*
3276          * If we had out-of-space errors, destroy a random objset.
3277          */
3278         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
3279                 (void) rw_rdlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3280                 d = (int)ztest_random(zopt_datasets);
3281                 (void) snprintf(name, 100, "%s/%s_%d", pool, pool, d);
3282                 if (zopt_verbose >= 3)
3283                         (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
3284                 (void) dmu_objset_find(name, ztest_destroy_cb, &za[d],
3285                     DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
3286                 (void) rw_unlock(&ztest_shared->zs_name_lock);
3287         }
3288
3289         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3290
3291         /*
3292          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
3293          * spa_close() should wait for it to complete.
3294          */
3295         for (t = 1; t < 50; t++)
3296                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, t, 0, 1 << 15);
3297
3298         /* Shutdown the suspend monitor thread */
3299         zio_io_fail_shift = 0;
3300         ztest_exiting = B_TRUE;
3301         mutex_enter(&spa->spa_zio_lock);
3302         cv_broadcast(&spa->spa_zio_cv);
3303         mutex_exit(&spa->spa_zio_lock);
3304         error = thr_join(tid, NULL, NULL);
3305         if (error)
3306                 fatal(0, "thr_join(%d) = %d", tid, error);
3307
3308         umem_free(za, zopt_threads * sizeof (ztest_args_t));
3309
3310         spa_close(spa, FTAG);
3311
3312         kernel_fini();
3313 }
3314
3315 void
3316 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
3317 {
3318         hrtime_t s = t / NANOSEC;
3319         hrtime_t m = s / 60;
3320         hrtime_t h = m / 60;
3321         hrtime_t d = h / 24;
3322
3323         s -= m * 60;
3324         m -= h * 60;
3325         h -= d * 24;
3326
3327         timebuf[0] = '\0';
3328
3329         if (d)
3330                 (void) sprintf(timebuf,
3331                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
3332         else if (h)
3333                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
3334         else if (m)
3335                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
3336         else
3337                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
3342  * Then create the specified number of datasets in the pool.
3343  */
3344 static void
3345 ztest_init(char *pool)
3346 {
3347         spa_t *spa;
3348         int error;
3349         nvlist_t *nvroot;
3350
3351         kernel_init(FREAD | FWRITE);
3352
3353         /*
3354          * Create the storage pool.
3355          */
3356         (void) spa_destroy(pool);
3357         ztest_shared->zs_vdev_primaries = 0;
3358         nvroot = make_vdev_root(zopt_vdev_size, 0, zopt_raidz, zopt_mirrors, 1);
3359         error = spa_create(pool, nvroot, NULL, NULL);
3360         nvlist_free(nvroot);
3361
3362         if (error)
3363                 fatal(0, "spa_create() = %d", error);
3364         error = spa_open(pool, &spa, FTAG);
3365         if (error)
3366                 fatal(0, "spa_open() = %d", error);
3367
3368         if (zopt_verbose >= 3)
3369                 show_pool_stats(spa);
3370
3371         spa_close(spa, FTAG);
3372
3373         kernel_fini();
3374 }
3375
3376 int
3377 main(int argc, char **argv)
3378 {
3379         int kills = 0;
3380         int iters = 0;
3381         int i, f;
3382         ztest_shared_t *zs;
3383         ztest_info_t *zi;
3384         char timebuf[100];
3385         char numbuf[6];
3386
3387         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
3388
3389         /* Override location of zpool.cache */
3390         spa_config_dir = "/tmp";
3391
3392         ztest_random_fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
3393
3394         process_options(argc, argv);
3395
3396         argc -= optind;
3397         argv += optind;
3398
3399         dprintf_setup(&argc, argv);
3400
3401         /*
3402          * Blow away any existing copy of zpool.cache
3403          */
3404         if (zopt_init != 0)
3405                 (void) remove("/tmp/zpool.cache");
3406
3407         zs = ztest_shared = (void *)mmap(0,
3408             P2ROUNDUP(sizeof (ztest_shared_t), getpagesize()),
3409             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANON, -1, 0);
3410
3411         if (zopt_verbose >= 1) {
3412                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
3413                     " %llu seconds...\n",
3414                     (u_longlong_t)zopt_vdevs, zopt_datasets, zopt_threads,
3415                     (u_longlong_t)zopt_time);
3416         }
3417
3418         /*
3419          * Create and initialize our storage pool.
3420          */
3421         for (i = 1; i <= zopt_init; i++) {
3422                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
3423                 if (zopt_verbose >= 3 && zopt_init != 1)
3424                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
3425                 ztest_init(zopt_pool);
3426         }
3427
3428         /*
3429          * Initialize the call targets for each function.
3430          */
3431         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
3432                 zi = &zs->zs_info[f];
3433
3434                 *zi = ztest_info[f];
3435
3436                 if (*zi->zi_interval == 0)
3437                         zi->zi_call_target = UINT64_MAX;
3438                 else
3439                         zi->zi_call_target = zopt_time / *zi->zi_interval;
3440         }
3441
3442         zs->zs_start_time = gethrtime();
3443         zs->zs_stop_time = zs->zs_start_time + zopt_time * NANOSEC;
3444
3445         /*
3446          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
3447          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
3448          * to verify that we never lose on-disk consistency.
3449          */
3450         while (gethrtime() < zs->zs_stop_time) {
3451                 int status;
3452                 pid_t pid;
3453                 char *tmp;
3454
3455                 /*
3456                  * Initialize the workload counters for each function.
3457                  */
3458                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
3459                         zi = &zs->zs_info[f];
3460                         zi->zi_calls = 0;
3461                         zi->zi_call_time = 0;
3462                 }
3463
3464                 pid = fork();
3465
3466                 if (pid == -1)
3467                         fatal(1, "fork failed");
3468
3469                 if (pid == 0) { /* child */
3470                         struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
3471                         (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
3472                         (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
3473                         ztest_run(zopt_pool);
3474                         exit(0);
3475                 }
3476
3477                 while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
3478                         continue;
3479
3480                 if (WIFEXITED(status)) {
3481                         if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
3482                                 (void) fprintf(stderr,
3483                                     "child exited with code %d\n",
3484                                     WEXITSTATUS(status));
3485                                 exit(2);
3486                         }
3487                 } else if (WIFSIGNALED(status)) {
3488                         if (WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
3489                                 (void) fprintf(stderr,
3490                                     "child died with signal %d\n",
3491                                     WTERMSIG(status));
3492                                 exit(3);
3493                         }
3494                         kills++;
3495                 } else {
3496                         (void) fprintf(stderr, "something strange happened "
3497                             "to child\n");
3498                         exit(4);
3499                 }
3500
3501                 iters++;
3502
3503                 if (zopt_verbose >= 1) {
3504                         hrtime_t now = gethrtime();
3505
3506                         now = MIN(now, zs->zs_stop_time);
3507                         print_time(zs->zs_stop_time - now, timebuf);
3508                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
3509
3510                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
3511                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
3512                             iters,
3513                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
3514                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
3515                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
3516                             numbuf,
3517                             100.0 * (now - zs->zs_start_time) /
3518                             (zopt_time * NANOSEC), timebuf);
3519                 }
3520
3521                 if (zopt_verbose >= 2) {
3522                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
3523                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
3524                             "Calls", "Time", "Function");
3525                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
3526                             "-----", "----", "--------");
3527                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
3528                                 Dl_info dli;
3529
3530                                 zi = &zs->zs_info[f];
3531                                 print_time(zi->zi_call_time, timebuf);
3532                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
3533                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
3534                                     (u_longlong_t)zi->zi_calls, timebuf,
3535                                     dli.dli_sname);
3536                         }
3537                         (void) printf("\n");
3538                 }
3539
3540                 /*
3541                  * It's possible that we killed a child during a rename test, in
3542                  * which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around instead
3543                  * of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
3544                  */
3545                 tmp = umem_alloc(strlen(zopt_pool) + 5, UMEM_NOFAIL);
3546                 (void) strcpy(tmp, zopt_pool);
3547                 (void) strcat(tmp, "_tmp");
3548                 kernel_init(FREAD | FWRITE);
3549                 (void) spa_rename(tmp, zopt_pool);
3550                 kernel_fini();
3551                 umem_free(tmp, strlen(tmp) + 1);
3552         }
3553
3554         ztest_verify_blocks(zopt_pool);
3555
3556         if (zopt_verbose >= 1) {
3557                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
3558                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
3559         }
3560
3561         return (0);
3562 }