Illumos #3006
[zfs.git] / cmd / ztest / ztest.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2012 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
25  */
26
27 /*
28  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
29  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
30  *
31  * The overall design of the ztest program is as follows:
32  *
33  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
34  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
35  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
36  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
37  *
38  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
39  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
40  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
41  *
42  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
43  *     verify that self-healing data really works.
44  *
45  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
46  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
47  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
48  *
49  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
50  *     we run the entire test in a child of the main process.
51  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
52  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
53  *     The parent then runs the test again, using the existing
54  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatability
55  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
56  *     of ztest after a SIGKILL.
57  *
58  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
59  *     many of the functional tests record the transaction group number
60  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
61  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
62  *     If you add a new test, please do this if applicable.
63  *
64  * (7) Threads are created with a reduced stack size, for sanity checking.
65  *     Therefore, it's important not to allocate huge buffers on the stack.
66  *
67  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
68  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
69  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
70  *
71  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
72  *
73  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
74  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
75  *
76  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
77  *
78  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
79  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
80  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
81  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
82  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
83  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
84  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
85  */
86
87 #include <sys/zfs_context.h>
88 #include <sys/spa.h>
89 #include <sys/dmu.h>
90 #include <sys/txg.h>
91 #include <sys/dbuf.h>
92 #include <sys/zap.h>
93 #include <sys/dmu_objset.h>
94 #include <sys/poll.h>
95 #include <sys/stat.h>
96 #include <sys/time.h>
97 #include <sys/wait.h>
98 #include <sys/mman.h>
99 #include <sys/resource.h>
100 #include <sys/zio.h>
101 #include <sys/zil.h>
102 #include <sys/zil_impl.h>
103 #include <sys/vdev_impl.h>
104 #include <sys/vdev_file.h>
105 #include <sys/spa_impl.h>
106 #include <sys/metaslab_impl.h>
107 #include <sys/dsl_prop.h>
108 #include <sys/dsl_dataset.h>
109 #include <sys/dsl_scan.h>
110 #include <sys/zio_checksum.h>
111 #include <sys/refcount.h>
112 #include <sys/zfeature.h>
113 #include <stdio.h>
114 #include <stdio_ext.h>
115 #include <stdlib.h>
116 #include <unistd.h>
117 #include <signal.h>
118 #include <umem.h>
119 #include <dlfcn.h>
120 #include <ctype.h>
121 #include <math.h>
122 #include <sys/fs/zfs.h>
123 #include <libnvpair.h>
124
125 static int ztest_fd_data = -1;
126 static int ztest_fd_rand = -1;
127
128 typedef struct ztest_shared_hdr {
129         uint64_t        zh_hdr_size;
130         uint64_t        zh_opts_size;
131         uint64_t        zh_size;
132         uint64_t        zh_stats_size;
133         uint64_t        zh_stats_count;
134         uint64_t        zh_ds_size;
135         uint64_t        zh_ds_count;
136 } ztest_shared_hdr_t;
137
138 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
139
140 typedef struct ztest_shared_opts {
141         char zo_pool[MAXNAMELEN];
142         char zo_dir[MAXNAMELEN];
143         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
144         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
145         uint64_t zo_vdevs;
146         uint64_t zo_vdevtime;
147         size_t zo_vdev_size;
148         int zo_ashift;
149         int zo_mirrors;
150         int zo_raidz;
151         int zo_raidz_parity;
152         int zo_datasets;
153         int zo_threads;
154         uint64_t zo_passtime;
155         uint64_t zo_killrate;
156         int zo_verbose;
157         int zo_init;
158         uint64_t zo_time;
159         uint64_t zo_maxloops;
160         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
161 } ztest_shared_opts_t;
162
163 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
164         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
165         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
166         .zo_alt_ztest = { '\0' },
167         .zo_alt_libpath = { '\0' },
168         .zo_vdevs = 5,
169         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
170         .zo_mirrors = 2,
171         .zo_raidz = 4,
172         .zo_raidz_parity = 1,
173         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE,
174         .zo_datasets = 7,
175         .zo_threads = 23,
176         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
177         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
178         .zo_verbose = 0,
179         .zo_init = 1,
180         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
181         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
182         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
183 };
184
185 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
186 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
187
188 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
189 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
190
191 typedef struct ztest_shared_ds {
192         uint64_t        zd_seq;
193 } ztest_shared_ds_t;
194
195 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
196 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
197
198 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
199 #define MAXFAULTS() \
200         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
201
202 enum ztest_io_type {
203         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
204         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
205         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
206         ZTEST_IO_TRUNCATE,
207         ZTEST_IO_SETATTR,
208         ZTEST_IO_TYPES
209 };
210
211 typedef struct ztest_block_tag {
212         uint64_t        bt_magic;
213         uint64_t        bt_objset;
214         uint64_t        bt_object;
215         uint64_t        bt_offset;
216         uint64_t        bt_gen;
217         uint64_t        bt_txg;
218         uint64_t        bt_crtxg;
219 } ztest_block_tag_t;
220
221 typedef struct bufwad {
222         uint64_t        bw_index;
223         uint64_t        bw_txg;
224         uint64_t        bw_data;
225 } bufwad_t;
226
227 /*
228  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
229  */
230 typedef enum {
231         RL_READER,
232         RL_WRITER,
233         RL_APPEND
234 } rl_type_t;
235
236 typedef struct rll {
237         void            *rll_writer;
238         int             rll_readers;
239         kmutex_t        rll_lock;
240         kcondvar_t      rll_cv;
241 } rll_t;
242
243 typedef struct rl {
244         uint64_t        rl_object;
245         uint64_t        rl_offset;
246         uint64_t        rl_size;
247         rll_t           *rl_lock;
248 } rl_t;
249
250 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
251 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
252
253 /*
254  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
255  */
256 typedef struct ztest_od {
257         uint64_t        od_dir;
258         uint64_t        od_object;
259         dmu_object_type_t od_type;
260         dmu_object_type_t od_crtype;
261         uint64_t        od_blocksize;
262         uint64_t        od_crblocksize;
263         uint64_t        od_gen;
264         uint64_t        od_crgen;
265         char            od_name[MAXNAMELEN];
266 } ztest_od_t;
267
268 /*
269  * Per-dataset state.
270  */
271 typedef struct ztest_ds {
272         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
273         objset_t        *zd_os;
274         krwlock_t       zd_zilog_lock;
275         zilog_t         *zd_zilog;
276         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
277         char            zd_name[MAXNAMELEN];
278         kmutex_t        zd_dirobj_lock;
279         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
280         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
281 } ztest_ds_t;
282
283 /*
284  * Per-iteration state.
285  */
286 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
287
288 typedef struct ztest_info {
289         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
290         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
291         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
292 } ztest_info_t;
293
294 typedef struct ztest_shared_callstate {
295         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
296         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
297         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
298 } ztest_shared_callstate_t;
299
300 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
301 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
302
303 /*
304  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
305  */
306 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
307 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
308 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
309 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
310 ztest_func_t ztest_zap;
311 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
312 ztest_func_t ztest_zil_commit;
313 ztest_func_t ztest_zil_remount;
314 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
315 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
316 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
317 ztest_func_t ztest_fzap;
318 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
319 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
320 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
321 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
322 ztest_func_t ztest_fault_inject;
323 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
324 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
325 ztest_func_t ztest_spa_rename;
326 ztest_func_t ztest_scrub;
327 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
328 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
329 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
330 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
331 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
332 ztest_func_t ztest_split_pool;
333 ztest_func_t ztest_reguid;
334 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
335
336 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
337 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
338 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
339 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
340 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
341
342 ztest_info_t ztest_info[] = {
343         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
344         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
345         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
346         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
347         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
348         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
349         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
350         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
351         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
352         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
353         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
354         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
355         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
356 #if 0
357         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
358 #endif
359         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
360         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
361         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
362         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
363         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
364         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
365         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_sometimes },
366         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
367         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
368         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
369         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
370         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_rarely    },
371         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
372         { ztest_vdev_add_remove,                1,
373             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
374         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
375             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
376 };
377
378 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
379
380 /*
381  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
382  * The callbacks are ordered by txg number.
383  */
384 typedef struct ztest_cb_list {
385         kmutex_t        zcl_callbacks_lock;
386         list_t          zcl_callbacks;
387 } ztest_cb_list_t;
388
389 /*
390  * Stuff we need to share writably between parent and child.
391  */
392 typedef struct ztest_shared {
393         boolean_t       zs_do_init;
394         hrtime_t        zs_proc_start;
395         hrtime_t        zs_proc_stop;
396         hrtime_t        zs_thread_start;
397         hrtime_t        zs_thread_stop;
398         hrtime_t        zs_thread_kill;
399         uint64_t        zs_enospc_count;
400         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
401         uint64_t        zs_vdev_aux;
402         uint64_t        zs_alloc;
403         uint64_t        zs_space;
404         uint64_t        zs_splits;
405         uint64_t        zs_mirrors;
406         uint64_t        zs_metaslab_sz;
407         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
408         uint64_t        zs_guid;
409 } ztest_shared_t;
410
411 #define ID_PARALLEL     -1ULL
412
413 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
414 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
415 ztest_shared_t *ztest_shared;
416
417 static spa_t *ztest_spa = NULL;
418 static ztest_ds_t *ztest_ds;
419
420 static kmutex_t ztest_vdev_lock;
421
422 /*
423  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
424  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
425  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
426  * namespace does not change while the lock is held.
427  */
428 static krwlock_t ztest_name_lock;
429
430 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
431 static boolean_t ztest_exiting;
432
433 /* Global commit callback list */
434 static ztest_cb_list_t zcl;
435 /* Commit cb delay */
436 static uint64_t zc_min_txg_delay = UINT64_MAX;
437 static int zc_cb_counter = 0;
438
439 /*
440  * Minimum number of commit callbacks that need to be registered for us to check
441  * whether the minimum txg delay is acceptable.
442  */
443 #define ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG 100
444
445 /*
446  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
447  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
448  * implementation bug.
449  */
450 #define ZTEST_COMMIT_CB_THRESH  (TXG_CONCURRENT_STATES + 1000)
451
452 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
453 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
454
455 enum ztest_object {
456         ZTEST_META_DNODE = 0,
457         ZTEST_DIROBJ,
458         ZTEST_OBJECTS
459 };
460
461 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
462
463 /*
464  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
465  * debugging facilities.
466  */
467 const char *
468 _umem_debug_init(void)
469 {
470         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
471 }
472
473 const char *
474 _umem_logging_init(void)
475 {
476         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
477 }
478
479 #define FATAL_MSG_SZ    1024
480
481 char *fatal_msg;
482
483 static void
484 fatal(int do_perror, char *message, ...)
485 {
486         va_list args;
487         int save_errno = errno;
488         char *buf;
489
490         (void) fflush(stdout);
491         buf = umem_alloc(FATAL_MSG_SZ, UMEM_NOFAIL);
492
493         va_start(args, message);
494         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
495         /* LINTED */
496         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
497         va_end(args);
498         if (do_perror) {
499                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
500                     ": %s", strerror(save_errno));
501         }
502         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
503         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
504         if (ztest_dump_core)
505                 abort();
506         exit(3);
507 }
508
509 static int
510 str2shift(const char *buf)
511 {
512         const char *ends = "BKMGTPEZ";
513         int i;
514
515         if (buf[0] == '\0')
516                 return (0);
517         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
518                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
519                         break;
520         }
521         if (i == strlen(ends)) {
522                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
523                     buf);
524                 usage(B_FALSE);
525         }
526         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
527                 return (10*i);
528         }
529         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
530         usage(B_FALSE);
531         /* NOTREACHED */
532 }
533
534 static uint64_t
535 nicenumtoull(const char *buf)
536 {
537         char *end;
538         uint64_t val;
539
540         val = strtoull(buf, &end, 0);
541         if (end == buf) {
542                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
543                 usage(B_FALSE);
544         } else if (end[0] == '.') {
545                 double fval = strtod(buf, &end);
546                 fval *= pow(2, str2shift(end));
547                 if (fval > UINT64_MAX) {
548                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
549                             buf);
550                         usage(B_FALSE);
551                 }
552                 val = (uint64_t)fval;
553         } else {
554                 int shift = str2shift(end);
555                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
556                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
557                             buf);
558                         usage(B_FALSE);
559                 }
560                 val <<= shift;
561         }
562         return (val);
563 }
564
565 static void
566 usage(boolean_t requested)
567 {
568         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
569
570         char nice_vdev_size[10];
571         char nice_gang_bang[10];
572         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
573
574         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
575         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
576
577         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
578             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
579             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
580             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
581             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
582             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
583             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
584             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
585             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
586             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
587             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
588             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
589             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
590             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
591             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
592             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
593             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
594             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
595             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
596             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
597             "\t[-h] (print help)\n"
598             "",
599             zo->zo_pool,
600             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
601             nice_vdev_size,                             /* -s */
602             zo->zo_ashift,                              /* -a */
603             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
604             zo->zo_raidz,                               /* -r */
605             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
606             zo->zo_datasets,                            /* -d */
607             zo->zo_threads,                             /* -t */
608             nice_gang_bang,                             /* -g */
609             zo->zo_init,                                /* -i */
610             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
611             zo->zo_pool,                                /* -p */
612             zo->zo_dir,                                 /* -f */
613             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
614             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
615             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
616         exit(requested ? 0 : 1);
617 }
618
619 static void
620 process_options(int argc, char **argv)
621 {
622         char *path;
623         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
624
625         int opt;
626         uint64_t value;
627         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
628
629         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
630
631         while ((opt = getopt(argc, argv,
632             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
633                 value = 0;
634                 switch (opt) {
635                 case 'v':
636                 case 's':
637                 case 'a':
638                 case 'm':
639                 case 'r':
640                 case 'R':
641                 case 'd':
642                 case 't':
643                 case 'g':
644                 case 'i':
645                 case 'k':
646                 case 'T':
647                 case 'P':
648                 case 'F':
649                         value = nicenumtoull(optarg);
650                 }
651                 switch (opt) {
652                 case 'v':
653                         zo->zo_vdevs = value;
654                         break;
655                 case 's':
656                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
657                         break;
658                 case 'a':
659                         zo->zo_ashift = value;
660                         break;
661                 case 'm':
662                         zo->zo_mirrors = value;
663                         break;
664                 case 'r':
665                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
666                         break;
667                 case 'R':
668                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
669                         break;
670                 case 'd':
671                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
672                         break;
673                 case 't':
674                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
675                         break;
676                 case 'g':
677                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
678                             value);
679                         break;
680                 case 'i':
681                         zo->zo_init = value;
682                         break;
683                 case 'k':
684                         zo->zo_killrate = value;
685                         break;
686                 case 'p':
687                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
688                             sizeof (zo->zo_pool));
689                         break;
690                 case 'f':
691                         path = realpath(optarg, NULL);
692                         if (path == NULL) {
693                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
694                                     optarg, strerror(errno));
695                                 usage(B_FALSE);
696                         } else {
697                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
698                                     sizeof (zo->zo_dir));
699                         }
700                         break;
701                 case 'V':
702                         zo->zo_verbose++;
703                         break;
704                 case 'E':
705                         zo->zo_init = 0;
706                         break;
707                 case 'T':
708                         zo->zo_time = value;
709                         break;
710                 case 'P':
711                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
712                         break;
713                 case 'F':
714                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
715                         break;
716                 case 'B':
717                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
718                         break;
719                 case 'h':
720                         usage(B_TRUE);
721                         break;
722                 case '?':
723                 default:
724                         usage(B_FALSE);
725                         break;
726                 }
727         }
728
729         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
730
731         zo->zo_vdevtime =
732             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
733             UINT64_MAX >> 2);
734
735         if (strlen(altdir) > 0) {
736                 char *cmd;
737                 char *realaltdir;
738                 char *bin;
739                 char *ztest;
740                 char *isa;
741                 int isalen;
742
743                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
744                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
745
746                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
747                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
748                         ztest_dump_core = B_FALSE;
749                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
750                             altdir);
751                 }
752                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
753
754                 /*
755                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
756                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
757                  * 32 or 64 bit binaries.
758                  */
759                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
760                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
761                 isa = bin + 9;
762                 isalen = ztest - isa;
763                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
764                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
765                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
766                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
767
768                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
769                         ztest_dump_core = B_FALSE;
770                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
771                             zo->zo_alt_ztest);
772                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
773                         ztest_dump_core = B_FALSE;
774                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
775                             zo->zo_alt_libpath);
776                 }
777
778                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
779                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
780         }
781 }
782
783 static void
784 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
785 {
786         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
787         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
788         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
789 }
790
791 static uint64_t
792 ztest_random(uint64_t range)
793 {
794         uint64_t r;
795
796         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
797
798         if (range == 0)
799                 return (0);
800
801         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
802                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
803
804         return (r % range);
805 }
806
807 /* ARGSUSED */
808 static void
809 ztest_record_enospc(const char *s)
810 {
811         ztest_shared->zs_enospc_count++;
812 }
813
814 static uint64_t
815 ztest_get_ashift(void)
816 {
817         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
818                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(3));
819         return (ztest_opts.zo_ashift);
820 }
821
822 static nvlist_t *
823 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
824 {
825         char *pathbuf;
826         uint64_t vdev;
827         nvlist_t *file;
828
829         pathbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
830
831         if (ashift == 0)
832                 ashift = ztest_get_ashift();
833
834         if (path == NULL) {
835                 path = pathbuf;
836
837                 if (aux != NULL) {
838                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
839                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
840                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
841                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
842                             aux, vdev);
843                 } else {
844                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
845                         (void) snprintf(path, MAXPATHLEN,
846                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
847                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
848                 }
849         }
850
851         if (size != 0) {
852                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
853                 if (fd == -1)
854                         fatal(1, "can't open %s", path);
855                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
856                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
857                 (void) close(fd);
858         }
859
860         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
861         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
862         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
863         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
864         umem_free(pathbuf, MAXPATHLEN);
865
866         return (file);
867 }
868
869 static nvlist_t *
870 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
871     uint64_t ashift, int r)
872 {
873         nvlist_t *raidz, **child;
874         int c;
875
876         if (r < 2)
877                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
878         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
879
880         for (c = 0; c < r; c++)
881                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
882
883         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
884         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
885             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
886         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
887             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
888         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
889             child, r) == 0);
890
891         for (c = 0; c < r; c++)
892                 nvlist_free(child[c]);
893
894         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
895
896         return (raidz);
897 }
898
899 static nvlist_t *
900 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
901     uint64_t ashift, int r, int m)
902 {
903         nvlist_t *mirror, **child;
904         int c;
905
906         if (m < 1)
907                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
908
909         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
910
911         for (c = 0; c < m; c++)
912                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
913
914         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
915         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
916             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
917         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
918             child, m) == 0);
919
920         for (c = 0; c < m; c++)
921                 nvlist_free(child[c]);
922
923         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
924
925         return (mirror);
926 }
927
928 static nvlist_t *
929 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
930     int log, int r, int m, int t)
931 {
932         nvlist_t *root, **child;
933         int c;
934
935         ASSERT(t > 0);
936
937         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
938
939         for (c = 0; c < t; c++) {
940                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
941                     r, m);
942                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
943                     log) == 0);
944         }
945
946         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
947         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
948         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
949             child, t) == 0);
950
951         for (c = 0; c < t; c++)
952                 nvlist_free(child[c]);
953
954         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
955
956         return (root);
957 }
958
959 /*
960  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
961  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
962  */
963 static uint64_t
964 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
965 {
966         uint64_t version = initial_version;
967
968         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
969                 version = version +
970                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
971         }
972
973         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
974                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
975
976         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
977         return (version);
978 }
979
980 static int
981 ztest_random_blocksize(void)
982 {
983         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT +
984             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT + 1)));
985 }
986
987 static int
988 ztest_random_ibshift(void)
989 {
990         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
991             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
992 }
993
994 static uint64_t
995 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
996 {
997         uint64_t top;
998         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
999         vdev_t *tvd;
1000
1001         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1002
1003         do {
1004                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1005                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1006         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1007             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1008
1009         return (top);
1010 }
1011
1012 static uint64_t
1013 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1014 {
1015         uint64_t value;
1016
1017         do {
1018                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1019         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1020
1021         return (value);
1022 }
1023
1024 static int
1025 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1026     boolean_t inherit)
1027 {
1028         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1029         const char *valname;
1030         char *setpoint;
1031         uint64_t curval;
1032         int error;
1033
1034         error = dsl_prop_set(osname, propname,
1035             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL),
1036             sizeof (value), 1, &value);
1037
1038         if (error == ENOSPC) {
1039                 ztest_record_enospc(FTAG);
1040                 return (error);
1041         }
1042         ASSERT0(error);
1043
1044         setpoint = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
1045         VERIFY3U(dsl_prop_get(osname, propname, sizeof (curval),
1046             1, &curval, setpoint), ==, 0);
1047
1048         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1049                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1050                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1051                     osname, propname, valname, setpoint);
1052         }
1053         umem_free(setpoint, MAXPATHLEN);
1054
1055         return (error);
1056 }
1057
1058 static int
1059 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1060 {
1061         spa_t *spa = ztest_spa;
1062         nvlist_t *props = NULL;
1063         int error;
1064
1065         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1066         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1067
1068         error = spa_prop_set(spa, props);
1069
1070         nvlist_free(props);
1071
1072         if (error == ENOSPC) {
1073                 ztest_record_enospc(FTAG);
1074                 return (error);
1075         }
1076         ASSERT0(error);
1077
1078         return (error);
1079 }
1080
1081 static void
1082 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1083 {
1084         rll->rll_writer = NULL;
1085         rll->rll_readers = 0;
1086         mutex_init(&rll->rll_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1087         cv_init(&rll->rll_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
1088 }
1089
1090 static void
1091 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1092 {
1093         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1094         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1095         mutex_destroy(&rll->rll_lock);
1096         cv_destroy(&rll->rll_cv);
1097 }
1098
1099 static void
1100 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1101 {
1102         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1103
1104         if (type == RL_READER) {
1105                 while (rll->rll_writer != NULL)
1106                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1107                 rll->rll_readers++;
1108         } else {
1109                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1110                         (void) cv_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1111                 rll->rll_writer = curthread;
1112         }
1113
1114         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1115 }
1116
1117 static void
1118 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1119 {
1120         mutex_enter(&rll->rll_lock);
1121
1122         if (rll->rll_writer) {
1123                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1124                 rll->rll_writer = NULL;
1125         } else {
1126                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1127                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1128                 rll->rll_readers--;
1129         }
1130
1131         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1132                 cv_broadcast(&rll->rll_cv);
1133
1134         mutex_exit(&rll->rll_lock);
1135 }
1136
1137 static void
1138 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1139 {
1140         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1141
1142         ztest_rll_lock(rll, type);
1143 }
1144
1145 static void
1146 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1147 {
1148         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1149
1150         ztest_rll_unlock(rll);
1151 }
1152
1153 static rl_t *
1154 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1155     uint64_t size, rl_type_t type)
1156 {
1157         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1158         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1159         rl_t *rl;
1160
1161         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1162         rl->rl_object = object;
1163         rl->rl_offset = offset;
1164         rl->rl_size = size;
1165         rl->rl_lock = rll;
1166
1167         ztest_rll_lock(rll, type);
1168
1169         return (rl);
1170 }
1171
1172 static void
1173 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1174 {
1175         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1176
1177         ztest_rll_unlock(rll);
1178
1179         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1180 }
1181
1182 static void
1183 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1184 {
1185         zd->zd_os = os;
1186         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1187         zd->zd_shared = szd;
1188         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1189         int l;
1190
1191         if (zd->zd_shared != NULL)
1192                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1193
1194         rw_init(&zd->zd_zilog_lock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
1195         mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1196
1197         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1198                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1199
1200         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1201                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1202 }
1203
1204 static void
1205 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1206 {
1207         int l;
1208
1209         mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock);
1210         rw_destroy(&zd->zd_zilog_lock);
1211
1212         for (l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1213                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1214
1215         for (l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1216                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1217 }
1218
1219 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1220
1221 static uint64_t
1222 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1223 {
1224         uint64_t txg;
1225         int error;
1226
1227         /*
1228          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1229          */
1230         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1231         if (error) {
1232                 if (error == ERESTART) {
1233                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1234                         dmu_tx_wait(tx);
1235                 } else {
1236                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1237                         ztest_record_enospc(tag);
1238                 }
1239                 dmu_tx_abort(tx);
1240                 return (0);
1241         }
1242         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1243         ASSERT(txg != 0);
1244         return (txg);
1245 }
1246
1247 static void
1248 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1249 {
1250         uint64_t *ip = buf;
1251         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1252
1253         while (ip < ip_end)
1254                 *ip++ = value;
1255 }
1256
1257 #ifndef NDEBUG
1258 static boolean_t
1259 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1260 {
1261         uint64_t *ip = buf;
1262         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1263         uint64_t diff = 0;
1264
1265         while (ip < ip_end)
1266                 diff |= (value - *ip++);
1267
1268         return (diff == 0);
1269 }
1270 #endif
1271
1272 static void
1273 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1274     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1275 {
1276         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1277         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1278         bt->bt_object = object;
1279         bt->bt_offset = offset;
1280         bt->bt_gen = gen;
1281         bt->bt_txg = txg;
1282         bt->bt_crtxg = crtxg;
1283 }
1284
1285 static void
1286 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1287     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1288 {
1289         ASSERT(bt->bt_magic == BT_MAGIC);
1290         ASSERT(bt->bt_objset == dmu_objset_id(os));
1291         ASSERT(bt->bt_object == object);
1292         ASSERT(bt->bt_offset == offset);
1293         ASSERT(bt->bt_gen <= gen);
1294         ASSERT(bt->bt_txg <= txg);
1295         ASSERT(bt->bt_crtxg == crtxg);
1296 }
1297
1298 static ztest_block_tag_t *
1299 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1300 {
1301         dmu_object_info_t doi;
1302         ztest_block_tag_t *bt;
1303
1304         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1305         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1306         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1307         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1308
1309         return (bt);
1310 }
1311
1312 /*
1313  * ZIL logging ops
1314  */
1315
1316 #define lrz_type        lr_mode
1317 #define lrz_blocksize   lr_uid
1318 #define lrz_ibshift     lr_gid
1319 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1320 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1321
1322 static void
1323 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1324 {
1325         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1326         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1327         itx_t *itx;
1328
1329         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1330                 return;
1331
1332         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1333         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1334             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1335
1336         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1337 }
1338
1339 static void
1340 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1341 {
1342         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1343         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1344         itx_t *itx;
1345
1346         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1347                 return;
1348
1349         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1350         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1351             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1352
1353         itx->itx_oid = object;
1354         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1355 }
1356
1357 static void
1358 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1359 {
1360         itx_t *itx;
1361         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1362
1363         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1364                 return;
1365
1366         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1367                 write_state = WR_INDIRECT;
1368
1369         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1370             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1371
1372         if (write_state == WR_COPIED &&
1373             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1374             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1375                 zil_itx_destroy(itx);
1376                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1377                 write_state = WR_NEED_COPY;
1378         }
1379         itx->itx_private = zd;
1380         itx->itx_wr_state = write_state;
1381         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1382         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1383
1384         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1385             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1386
1387         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1388 }
1389
1390 static void
1391 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1392 {
1393         itx_t *itx;
1394
1395         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1396                 return;
1397
1398         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1399         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1400             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1401
1402         itx->itx_sync = B_FALSE;
1403         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1404 }
1405
1406 static void
1407 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1408 {
1409         itx_t *itx;
1410
1411         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1412                 return;
1413
1414         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1415         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1416             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1417
1418         itx->itx_sync = B_FALSE;
1419         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1420 }
1421
1422 /*
1423  * ZIL replay ops
1424  */
1425 static int
1426 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1427 {
1428         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1429         objset_t *os = zd->zd_os;
1430         ztest_block_tag_t *bbt;
1431         dmu_buf_t *db;
1432         dmu_tx_t *tx;
1433         uint64_t txg;
1434         int error = 0;
1435
1436         if (byteswap)
1437                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1438
1439         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1440         ASSERT(name[0] != '\0');
1441
1442         tx = dmu_tx_create(os);
1443
1444         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1445
1446         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1447                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1448         } else {
1449                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1450         }
1451
1452         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1453         if (txg == 0)
1454                 return (ENOSPC);
1455
1456         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1457
1458         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1459                 if (lr->lr_foid == 0) {
1460                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1461                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1462                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1463                 } else {
1464                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1465                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1466                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1467                 }
1468         } else {
1469                 if (lr->lr_foid == 0) {
1470                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1471                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1472                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1473                 } else {
1474                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1475                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1476                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1477                 }
1478         }
1479
1480         if (error) {
1481                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1482                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1483                 dmu_tx_commit(tx);
1484                 return (error);
1485         }
1486
1487         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1488
1489         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1490                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1491                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1492
1493         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1494         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1495         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1496         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1497         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1498
1499         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1500             &lr->lr_foid, tx));
1501
1502         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1503
1504         dmu_tx_commit(tx);
1505
1506         return (0);
1507 }
1508
1509 static int
1510 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1511 {
1512         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1513         objset_t *os = zd->zd_os;
1514         dmu_object_info_t doi;
1515         dmu_tx_t *tx;
1516         uint64_t object, txg;
1517
1518         if (byteswap)
1519                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1520
1521         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1522         ASSERT(name[0] != '\0');
1523
1524         VERIFY3U(0, ==,
1525             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1526         ASSERT(object != 0);
1527
1528         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1529
1530         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1531
1532         tx = dmu_tx_create(os);
1533
1534         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1535         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1536
1537         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1538         if (txg == 0) {
1539                 ztest_object_unlock(zd, object);
1540                 return (ENOSPC);
1541         }
1542
1543         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1544                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1545         } else {
1546                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1547         }
1548
1549         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1550
1551         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1552
1553         dmu_tx_commit(tx);
1554
1555         ztest_object_unlock(zd, object);
1556
1557         return (0);
1558 }
1559
1560 static int
1561 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1562 {
1563         objset_t *os = zd->zd_os;
1564         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1565         uint64_t offset, length;
1566         ztest_block_tag_t *bt = data;
1567         ztest_block_tag_t *bbt;
1568         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1569         dmu_object_info_t doi;
1570         dmu_tx_t *tx;
1571         dmu_buf_t *db;
1572         arc_buf_t *abuf = NULL;
1573         rl_t *rl;
1574
1575         if (byteswap)
1576                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1577
1578         offset = lr->lr_offset;
1579         length = lr->lr_length;
1580
1581         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1582         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1583                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1584                 if (length < blocksize) {
1585                         offset -= offset % blocksize;
1586                         length = blocksize;
1587                 }
1588         }
1589
1590         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1591                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1592
1593         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1594                 bt = NULL;
1595
1596         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1597         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1598
1599         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1600
1601         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1602
1603         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1604         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1605         gen = bbt->bt_gen;
1606         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1607         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1608
1609         tx = dmu_tx_create(os);
1610
1611         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1612
1613         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1614             P2PHASE(offset, length) == 0)
1615                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1616
1617         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1618         if (txg == 0) {
1619                 if (abuf != NULL)
1620                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1621                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1622                 ztest_range_unlock(rl);
1623                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1624                 return (ENOSPC);
1625         }
1626
1627         if (bt != NULL) {
1628                 /*
1629                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1630                  * but not always, because we also want to verify correct
1631                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1632                  */
1633                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1634                 if (ztest_random(4) != 0) {
1635                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1636                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1637                         ztest_block_tag_t rbt;
1638
1639                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1640                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1641                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1642                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1643                                     offset, gen, txg, crtxg);
1644                         }
1645                 }
1646
1647                 /*
1648                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1649                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1650                  * open-context data, which may be different than the data
1651                  * as it was when the write was generated.
1652                  */
1653                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1654                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1655                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1656                             bt->bt_crtxg);
1657                 }
1658
1659                 /*
1660                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1661                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1662                  */
1663                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1664         }
1665
1666         if (abuf == NULL) {
1667                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1668         } else {
1669                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1670                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1671         }
1672
1673         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1674
1675         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1676
1677         dmu_tx_commit(tx);
1678
1679         ztest_range_unlock(rl);
1680         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1681
1682         return (0);
1683 }
1684
1685 static int
1686 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1687 {
1688         objset_t *os = zd->zd_os;
1689         dmu_tx_t *tx;
1690         uint64_t txg;
1691         rl_t *rl;
1692
1693         if (byteswap)
1694                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1695
1696         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1697         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1698             RL_WRITER);
1699
1700         tx = dmu_tx_create(os);
1701
1702         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1703
1704         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1705         if (txg == 0) {
1706                 ztest_range_unlock(rl);
1707                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1708                 return (ENOSPC);
1709         }
1710
1711         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1712             lr->lr_length, tx) == 0);
1713
1714         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1715
1716         dmu_tx_commit(tx);
1717
1718         ztest_range_unlock(rl);
1719         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1720
1721         return (0);
1722 }
1723
1724 static int
1725 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1726 {
1727         objset_t *os = zd->zd_os;
1728         dmu_tx_t *tx;
1729         dmu_buf_t *db;
1730         ztest_block_tag_t *bbt;
1731         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1732
1733         if (byteswap)
1734                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1735
1736         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1737
1738         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1739
1740         tx = dmu_tx_create(os);
1741         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1742
1743         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1744         if (txg == 0) {
1745                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1746                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1747                 return (ENOSPC);
1748         }
1749
1750         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1751         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1752         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1753         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1754
1755         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1756                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1757                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1758                 ASSERT(lrtxg != 0);
1759         } else {
1760                 /*
1761                  * Randomly change the size and increment the generation.
1762                  */
1763                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1764                     sizeof (*bbt);
1765                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1766                 ASSERT(lrtxg == 0);
1767         }
1768
1769         /*
1770          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1771          */
1772         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1773             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1774
1775         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1776
1777         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1778         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1779         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1780         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1781
1782         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1783
1784         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1785
1786         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1787
1788         dmu_tx_commit(tx);
1789
1790         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1791
1792         return (0);
1793 }
1794
1795 zil_replay_func_t ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1796         NULL,                           /* 0 no such transaction type */
1797         (zil_replay_func_t)ztest_replay_create,         /* TX_CREATE */
1798         NULL,                                           /* TX_MKDIR */
1799         NULL,                                           /* TX_MKXATTR */
1800         NULL,                                           /* TX_SYMLINK */
1801         (zil_replay_func_t)ztest_replay_remove,         /* TX_REMOVE */
1802         NULL,                                           /* TX_RMDIR */
1803         NULL,                                           /* TX_LINK */
1804         NULL,                                           /* TX_RENAME */
1805         (zil_replay_func_t)ztest_replay_write,          /* TX_WRITE */
1806         (zil_replay_func_t)ztest_replay_truncate,       /* TX_TRUNCATE */
1807         (zil_replay_func_t)ztest_replay_setattr,        /* TX_SETATTR */
1808         NULL,                                           /* TX_ACL */
1809         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL */
1810         NULL,                                           /* TX_CREATE_ATTR */
1811         NULL,                                           /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1812         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL */
1813         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ATTR */
1814         NULL,                                           /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1815         NULL,                                           /* TX_WRITE2 */
1816 };
1817
1818 /*
1819  * ZIL get_data callbacks
1820  */
1821
1822 static void
1823 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1824 {
1825         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1826         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1827
1828         if (zgd->zgd_db)
1829                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1830
1831         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1832         ztest_object_unlock(zd, object);
1833
1834         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1835                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1836
1837         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1838 }
1839
1840 static int
1841 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1842 {
1843         ztest_ds_t *zd = arg;
1844         objset_t *os = zd->zd_os;
1845         uint64_t object = lr->lr_foid;
1846         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1847         uint64_t size = lr->lr_length;
1848         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1849         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1850         uint64_t crtxg;
1851         dmu_object_info_t doi;
1852         dmu_buf_t *db;
1853         zgd_t *zgd;
1854         int error;
1855
1856         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1857         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1858         if (error) {
1859                 ztest_object_unlock(zd, object);
1860                 return (error);
1861         }
1862
1863         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1864
1865         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1866                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1867                 ztest_object_unlock(zd, object);
1868                 return (ENOENT);
1869         }
1870
1871         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1872         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1873         db = NULL;
1874
1875         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1876         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1877         zgd->zgd_private = zd;
1878
1879         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1880                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1881                     RL_READER);
1882
1883                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1884                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1885                 ASSERT(error == 0);
1886         } else {
1887                 size = doi.doi_data_block_size;
1888                 if (ISP2(size)) {
1889                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1890                 } else {
1891                         ASSERT(offset < size);
1892                         offset = 0;
1893                 }
1894
1895                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1896                     RL_READER);
1897
1898                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1899                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1900
1901                 if (error == 0) {
1902                         zgd->zgd_db = db;
1903                         zgd->zgd_bp = bp;
1904
1905                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1906                         ASSERT(db->db_size == size);
1907
1908                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1909                             ztest_get_done, zgd);
1910
1911                         if (error == 0)
1912                                 return (0);
1913                 }
1914         }
1915
1916         ztest_get_done(zgd, error);
1917
1918         return (error);
1919 }
1920
1921 static void *
1922 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1923 {
1924         char *lr;
1925         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1926
1927         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1928
1929         if (name)
1930                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1931
1932         return (lr);
1933 }
1934
1935 void
1936 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1937 {
1938         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1939
1940         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1945  */
1946 static int
1947 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1948 {
1949         int missing = 0;
1950         int error;
1951         int i;
1952
1953         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1954
1955         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
1956                 od->od_object = 0;
1957                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1958                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1959                 if (error) {
1960                         ASSERT(error == ENOENT);
1961                         ASSERT(od->od_object == 0);
1962                         missing++;
1963                 } else {
1964                         dmu_buf_t *db;
1965                         ztest_block_tag_t *bbt;
1966                         dmu_object_info_t doi;
1967
1968                         ASSERT(od->od_object != 0);
1969                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1970
1971                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1972                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1973                             od->od_object, FTAG, &db));
1974                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1975                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1976                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1977                         od->od_type = doi.doi_type;
1978                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1979                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1980                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1981                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1982                 }
1983         }
1984
1985         return (missing);
1986 }
1987
1988 static int
1989 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1990 {
1991         int missing = 0;
1992         int i;
1993
1994         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1995
1996         for (i = 0; i < count; i++, od++) {
1997                 if (missing) {
1998                         od->od_object = 0;
1999                         missing++;
2000                         continue;
2001                 }
2002
2003                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2004
2005                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2006                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2007                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2008                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2009                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2010                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2011                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2012                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2013                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2014
2015                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2016                         ASSERT(missing == 0);
2017                         od->od_object = 0;
2018                         missing++;
2019                 } else {
2020                         od->od_object = lr->lr_foid;
2021                         od->od_type = od->od_crtype;
2022                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2023                         od->od_gen = od->od_crgen;
2024                         ASSERT(od->od_object != 0);
2025                 }
2026
2027                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2028         }
2029
2030         return (missing);
2031 }
2032
2033 static int
2034 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2035 {
2036         int missing = 0;
2037         int error;
2038         int i;
2039
2040         ASSERT(mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2041
2042         od += count - 1;
2043
2044         for (i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2045                 if (missing) {
2046                         missing++;
2047                         continue;
2048                 }
2049
2050                 if (od->od_object == 0)
2051                         continue;
2052
2053                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2054
2055                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2056
2057                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2058                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2059                         missing++;
2060                 } else {
2061                         od->od_object = 0;
2062                 }
2063                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2064         }
2065
2066         return (missing);
2067 }
2068
2069 static int
2070 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2071     void *data)
2072 {
2073         lr_write_t *lr;
2074         int error;
2075
2076         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2077
2078         lr->lr_foid = object;
2079         lr->lr_offset = offset;
2080         lr->lr_length = size;
2081         lr->lr_blkoff = 0;
2082         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2083
2084         bcopy(data, lr + 1, size);
2085
2086         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2087
2088         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2089
2090         return (error);
2091 }
2092
2093 static int
2094 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2095 {
2096         lr_truncate_t *lr;
2097         int error;
2098
2099         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2100
2101         lr->lr_foid = object;
2102         lr->lr_offset = offset;
2103         lr->lr_length = size;
2104
2105         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2106
2107         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2108
2109         return (error);
2110 }
2111
2112 static int
2113 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2114 {
2115         lr_setattr_t *lr;
2116         int error;
2117
2118         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2119
2120         lr->lr_foid = object;
2121         lr->lr_size = 0;
2122         lr->lr_mode = 0;
2123
2124         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2125
2126         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2127
2128         return (error);
2129 }
2130
2131 static void
2132 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2133 {
2134         objset_t *os = zd->zd_os;
2135         dmu_tx_t *tx;
2136         uint64_t txg;
2137         rl_t *rl;
2138
2139         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2140
2141         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2142         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2143
2144         tx = dmu_tx_create(os);
2145
2146         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2147
2148         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2149
2150         if (txg != 0) {
2151                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2152                 dmu_tx_commit(tx);
2153                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2154         } else {
2155                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2156         }
2157
2158         ztest_range_unlock(rl);
2159         ztest_object_unlock(zd, object);
2160 }
2161
2162 static void
2163 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2164 {
2165         ztest_block_tag_t wbt;
2166         dmu_object_info_t doi;
2167         enum ztest_io_type io_type;
2168         uint64_t blocksize;
2169         void *data;
2170
2171         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2172         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2173         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2174
2175         /*
2176          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2177          */
2178         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2179         if (ztest_random(2) == 0)
2180                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2181
2182         (void) rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2183
2184         switch (io_type) {
2185
2186         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2187                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2188                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2189                 break;
2190
2191         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2192                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2193                 if (ztest_random(2) == 0) {
2194                         /*
2195                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2196                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2197                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2198                          */
2199                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2200                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2201                 }
2202                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2203                 break;
2204
2205         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2206                 bzero(data, blocksize);
2207                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2208                 break;
2209
2210         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2211                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2212                 break;
2213
2214         case ZTEST_IO_SETATTR:
2215                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2216                 break;
2217         default:
2218                 break;
2219         }
2220
2221         (void) rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2222
2223         umem_free(data, blocksize);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Initialize an object description template.
2228  */
2229 static void
2230 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2231     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2232 {
2233         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2234         od->od_object = 0;
2235
2236         od->od_crtype = type;
2237         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2238         od->od_crgen = gen;
2239
2240         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2241         od->od_blocksize = 0;
2242         od->od_gen = 0;
2243
2244         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2245             tag, (longlong_t)id, (u_longlong_t)index);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2250  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2251  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2252  * use the existing objects.
2253  */
2254 static int
2255 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2256 {
2257         int count = size / sizeof (*od);
2258         int rv = 0;
2259
2260         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2261         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2262             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2263             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2264                 rv = -1;
2265         zd->zd_od = od;
2266         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2267
2268         return (rv);
2269 }
2270
2271 /* ARGSUSED */
2272 void
2273 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2274 {
2275         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2276
2277         (void) rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_READER);
2278
2279         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2280
2281         /*
2282          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2283          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2284          * will verify that the log really does contain this record.
2285          */
2286         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2287         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2288         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2289         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2290         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2291
2292         (void) rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2297  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2298  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2299  */
2300 /* ARGSUSED */
2301 void
2302 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2303 {
2304         objset_t *os = zd->zd_os;
2305
2306         mutex_enter(&zd->zd_dirobj_lock);
2307         (void) rw_enter(&zd->zd_zilog_lock, RW_WRITER);
2308
2309         /* zfs_sb_teardown() */
2310         zil_close(zd->zd_zilog);
2311
2312         /* zfsvfs_setup() */
2313         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2314         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2315
2316         (void) rw_exit(&zd->zd_zilog_lock);
2317         mutex_exit(&zd->zd_dirobj_lock);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2322  * or create a pool with a bad vdev spec.
2323  */
2324 /* ARGSUSED */
2325 void
2326 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2327 {
2328         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2329         spa_t *spa;
2330         nvlist_t *nvroot;
2331
2332         /*
2333          * Attempt to create using a bad file.
2334          */
2335         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2336         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2337             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2338         nvlist_free(nvroot);
2339
2340         /*
2341          * Attempt to create using a bad mirror.
2342          */
2343         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2344         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2345             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2346         nvlist_free(nvroot);
2347
2348         /*
2349          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2350          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2351          */
2352         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
2353         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2354         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2355         nvlist_free(nvroot);
2356         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2357         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2358         spa_close(spa, FTAG);
2359
2360         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
2361 }
2362
2363 /* ARGSUSED */
2364 void
2365 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2366 {
2367         spa_t *spa;
2368         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2369         uint64_t version, newversion;
2370         nvlist_t *nvroot, *props;
2371         char *name;
2372
2373         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2374         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2375
2376         /*
2377          * Clean up from previous runs.
2378          */
2379         (void) spa_destroy(name);
2380
2381         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2382             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2383
2384         /*
2385          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2386          * the initial version is capable of supporting that feature.
2387          */
2388         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2389         case 0:
2390         case 1:
2391                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2392                 break;
2393         case 2:
2394                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2395                 break;
2396         case 3:
2397                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2398                 break;
2399         }
2400
2401         /*
2402          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2403          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2404          */
2405         do {
2406                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2407         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2408
2409         props = fnvlist_alloc();
2410         fnvlist_add_uint64(props,
2411             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2412         VERIFY3S(spa_create(name, nvroot, props, NULL, NULL), ==, 0);
2413         fnvlist_free(nvroot);
2414         fnvlist_free(props);
2415
2416         VERIFY3S(spa_open(name, &spa, FTAG), ==, 0);
2417         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2418         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2419
2420         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2421                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2422                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2423         }
2424
2425         spa_upgrade(spa, newversion);
2426         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2427         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2428             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2429         spa_close(spa, FTAG);
2430
2431         strfree(name);
2432         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2433 }
2434
2435 static vdev_t *
2436 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2437 {
2438         vdev_t *mvd;
2439         int c;
2440
2441         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2442                 return (vd);
2443
2444         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2445                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2446                     NULL)
2447                         return (mvd);
2448
2449         return (NULL);
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2454  */
2455 int
2456 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2457 {
2458         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2459         int c;
2460
2461         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2462
2463         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2464                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2465
2466                 if (cvd->vdev_ishole)
2467                         break;
2468         }
2469         return (c);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Verify that vdev_add() works as expected.
2474  */
2475 /* ARGSUSED */
2476 void
2477 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2478 {
2479         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2480         spa_t *spa = ztest_spa;
2481         uint64_t leaves;
2482         uint64_t guid;
2483         nvlist_t *nvroot;
2484         int error;
2485
2486         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2487         leaves =
2488                 MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2489
2490         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2491
2492         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2493
2494         /*
2495          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2496          */
2497         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2498                 /*
2499                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2500                  */
2501                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2502
2503                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2504
2505                 /*
2506                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2507                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2508                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2509                  * grab a reference on the dataset which may cause
2510                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2511                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2512                  */
2513                 rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2514                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2515                 rw_exit(&ztest_name_lock);
2516
2517                 if (error && error != EEXIST)
2518                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2519         } else {
2520                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2521
2522                 /*
2523                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2524                  */
2525                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2526                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2527                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2528                     zs->zs_mirrors, 1);
2529
2530                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2531                 nvlist_free(nvroot);
2532
2533                 if (error == ENOSPC)
2534                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2535                 else if (error != 0)
2536                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2537         }
2538
2539         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2544  */
2545 /* ARGSUSED */
2546 void
2547 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2548 {
2549         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2550         spa_t *spa = ztest_spa;
2551         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2552         spa_aux_vdev_t *sav;
2553         char *aux;
2554         char *path;
2555         uint64_t guid = 0;
2556         int error;
2557
2558         path = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2559
2560         if (ztest_random(2) == 0) {
2561                 sav = &spa->spa_spares;
2562                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2563         } else {
2564                 sav = &spa->spa_l2cache;
2565                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2566         }
2567
2568         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2569
2570         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2571
2572         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2573                 /*
2574                  * Pick a random device to remove.
2575                  */
2576                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2577         } else {
2578                 /*
2579                  * Find an unused device we can add.
2580                  */
2581                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2582                 for (;;) {
2583                         int c;
2584                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2585                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2586                             zs->zs_vdev_aux);
2587                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2588                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2589                                     path) == 0)
2590                                         break;
2591                         if (c == sav->sav_count &&
2592                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2593                                 break;
2594                         zs->zs_vdev_aux++;
2595                 }
2596         }
2597
2598         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2599
2600         if (guid == 0) {
2601                 /*
2602                  * Add a new device.
2603                  */
2604                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2605                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2606                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2607                 if (error != 0)
2608                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2609                 nvlist_free(nvroot);
2610         } else {
2611                 /*
2612                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2613                  * vdev state first to make sure we handle removal
2614                  * of devices that have pending state changes.
2615                  */
2616                 if (ztest_random(2) == 0)
2617                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2618
2619                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2620                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2621                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2622         }
2623
2624         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2625
2626         umem_free(path, MAXPATHLEN);
2627 }
2628
2629 /*
2630  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2631  */
2632 /* ARGSUSED */
2633 void
2634 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2635 {
2636         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2637         spa_t *spa = ztest_spa;
2638         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2639         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2640         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2641         int error = 0;
2642
2643         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2644
2645         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2646         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2647                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2648                 return;
2649         }
2650
2651         /* clean up the old pool, if any */
2652         (void) spa_destroy("splitp");
2653
2654         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2655
2656         /* generate a config from the existing config */
2657         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2658         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2659             &tree) == 0);
2660         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2661
2662         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2663             &children) == 0);
2664
2665         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2666         for (c = 0; c < children; c++) {
2667                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2668                 nvlist_t **mchild;
2669                 uint_t mchildren;
2670
2671                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2672                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2673                             0) == 0);
2674                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2675                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2676                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2677                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2678                         if (lastlogid == 0)
2679                                 lastlogid = schildren;
2680                         ++schildren;
2681                         continue;
2682                 }
2683                 lastlogid = 0;
2684                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2685                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2686                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2687         }
2688
2689         /* OK, create a config that can be used to split */
2690         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2691         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2692             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2693         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2694             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2695
2696         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2697         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2698
2699         for (c = 0; c < schildren; c++)
2700                 nvlist_free(schild[c]);
2701         free(schild);
2702         nvlist_free(split);
2703
2704         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2705
2706         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
2707         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2708         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
2709
2710         nvlist_free(config);
2711
2712         if (error == 0) {
2713                 (void) printf("successful split - results:\n");
2714                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2715                 show_pool_stats(spa);
2716                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2717                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2718                 ++zs->zs_splits;
2719                 --zs->zs_mirrors;
2720         }
2721         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2722
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Verify that we can attach and detach devices.
2727  */
2728 /* ARGSUSED */
2729 void
2730 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2731 {
2732         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2733         spa_t *spa = ztest_spa;
2734         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2735         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2736         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2737         nvlist_t *root;
2738         uint64_t leaves;
2739         uint64_t leaf, top;
2740         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2741         uint64_t oldguid, pguid;
2742         size_t oldsize, newsize;
2743         char *oldpath, *newpath;
2744         int replacing;
2745         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2746         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2747         int oldvd_is_log;
2748         int error, expected_error;
2749
2750         oldpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2751         newpath = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
2752
2753         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
2754         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2755
2756         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2757
2758         /*
2759          * Decide whether to do an attach or a replace.
2760          */
2761         replacing = ztest_random(2);
2762
2763         /*
2764          * Pick a random top-level vdev.
2765          */
2766         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2767
2768         /*
2769          * Pick a random leaf within it.
2770          */
2771         leaf = ztest_random(leaves);
2772
2773         /*
2774          * Locate this vdev.
2775          */
2776         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2777         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2778                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2779                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2780                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2781         }
2782         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2783                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2784                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2785                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2786         }
2787
2788         /*
2789          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2790          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2791          */
2792         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2793                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2794                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2795                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2796         }
2797
2798         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2799         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2800         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2801         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2802         pvd = oldvd->vdev_parent;
2803         pguid = pvd->vdev_guid;
2804
2805         /*
2806          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2807          */
2808         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2809                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2810                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2811                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2812                     error != ENOTSUP)
2813                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2814                 goto out;
2815         }
2816
2817         /*
2818          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2819          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2820          */
2821         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2822                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2823                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2824                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2825         } else {
2826                 (void) snprintf(newpath, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
2827                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2828                     top * leaves + leaf);
2829                 if (ztest_random(2) == 0)
2830                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2831                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2832         }
2833
2834         if (newvd) {
2835                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2836         } else {
2837                 /*
2838                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2839                  * If it's smaller, the attach should fail.
2840                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2841                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2842                  */
2843                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2844         }
2845
2846         /*
2847          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2848          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2849          *
2850          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2851          *
2852          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2853          */
2854         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2855             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2856             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2857             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2858                 expected_error = ENOTSUP;
2859         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2860                 expected_error = ENOTSUP;
2861         else if (newvd == oldvd)
2862                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2863         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2864                 expected_error = EBUSY;
2865         else if (newsize < oldsize)
2866                 expected_error = EOVERFLOW;
2867         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2868                 expected_error = EDOM;
2869         else
2870                 expected_error = 0;
2871
2872         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2873
2874         /*
2875          * Build the nvlist describing newpath.
2876          */
2877         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2878             ashift, 0, 0, 0, 1);
2879
2880         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2881
2882         nvlist_free(root);
2883
2884         /*
2885          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2886          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2887          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2888          */
2889         if (expected_error == ENOTSUP &&
2890             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2891                 expected_error = error;
2892
2893         /*
2894          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2895          */
2896         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2897                 expected_error = error;
2898
2899         /* XXX workaround 6690467 */
2900         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2901                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2902                     "returned %d, expected %d",
2903                     oldpath, (longlong_t)oldsize, newpath,
2904                     (longlong_t)newsize, replacing, error, expected_error);
2905         }
2906 out:
2907         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
2908
2909         umem_free(oldpath, MAXPATHLEN);
2910         umem_free(newpath, MAXPATHLEN);
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2915  */
2916 vdev_t *
2917 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2918 {
2919         ASSERTV(spa_t *spa = vd->vdev_spa);
2920         size_t *newsize = arg;
2921         size_t fsize;
2922         int fd;
2923
2924         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2925         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2926
2927         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2928                 return (vd);
2929
2930         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2931         VERIFY(ftruncate(fd, *newsize) == 0);
2932
2933         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2934                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2935                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2936         }
2937         (void) close(fd);
2938         return (NULL);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2943  */
2944 /* ARGSUSED */
2945 vdev_t *
2946 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2947 {
2948         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2949         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2950         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2951         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2952         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2953         int error;
2954
2955         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2956         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2957
2958         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2959         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2960         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2961         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2962
2963         /*
2964          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2965          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2966          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2967          */
2968         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2969                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2970                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2971                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2972                 }
2973                 return (vd);
2974         }
2975         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2976
2977         /*
2978          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2979          * still talking to the original vdev. It's possible this
2980          * vdev may have been detached/replaced while we were
2981          * trying to online it.
2982          */
2983         if (generation != spa->spa_config_generation) {
2984                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2985                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
2986                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
2987                             "got gen %llu\n",
2988                             (u_longlong_t)guid,
2989                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
2990                             (u_longlong_t)generation,
2991                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
2992                 }
2993                 return (vd);
2994         }
2995         return (NULL);
2996 }
2997
2998 /*
2999  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3000  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3001  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3002  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3003  * leaf vdev we encounter.
3004  */
3005 vdev_t *
3006 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3007 {
3008         uint_t c;
3009
3010         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3011                 if (func == NULL)
3012                         return (vd);
3013                 else
3014                         return (func(vd, arg));
3015         }
3016
3017         for (c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3018                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3019                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3020                         return (cvd);
3021         }
3022         return (NULL);
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3027  */
3028 /* ARGSUSED */
3029 void
3030 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3031 {
3032         spa_t *spa = ztest_spa;
3033         vdev_t *vd, *tvd;
3034         metaslab_class_t *mc;
3035         metaslab_group_t *mg;
3036         size_t psize, newsize;
3037         uint64_t top;
3038         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3039
3040         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
3041         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3042
3043         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3044
3045         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3046         mg = tvd->vdev_mg;
3047         mc = mg->mg_class;
3048         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3049         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3050
3051         /*
3052          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3053          * our top-level device.
3054          */
3055         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3056         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3057         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3058
3059         psize = vd->vdev_psize;
3060
3061         /*
3062          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3063          * original size, and it has a valid psize.
3064          */
3065         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3066             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3067                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3068                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3069                 return;
3070         }
3071         ASSERT(psize > 0);
3072         newsize = psize + psize / 8;
3073         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3074
3075         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3076                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3077                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3078         }
3079
3080         /*
3081          * Growing the vdev is a two step process:
3082          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3083          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3084          */
3085         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3086             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3087             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3088                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3089                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3090                             "the vdev configuration changed.\n");
3091                 }
3092                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3093                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3094                 return;
3095         }
3096
3097         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3098
3099         /*
3100          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3101          * thus we must wait for the async thread to complete any
3102          * pending tasks before proceeding.
3103          */
3104         for (;;) {
3105                 boolean_t done;
3106                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3107                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3108                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3109                 if (done)
3110                         break;
3111                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3112                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3113         }
3114
3115         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3116
3117         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3118         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3119         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3120
3121         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3122                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3123                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3124                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3125                 }
3126                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3127                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3128                 return;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * Make sure we were able to grow the vdev.
3133          */
3134         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3135                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3136                     old_ms_count, new_ms_count);
3137
3138         /*
3139          * Make sure we were able to grow the pool.
3140          */
3141         if (new_class_space <= old_class_space)
3142                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3143                     old_class_space, new_class_space);
3144
3145         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3146                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3147
3148                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3149                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3150                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3151                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3152         }
3153
3154         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3155         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
3156 }
3157
3158 /*
3159  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3160  */
3161 /* ARGSUSED */
3162 static void
3163 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3164 {
3165         /*
3166          * Create the objects common to all ztest datasets.
3167          */
3168         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3169             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3170 }
3171
3172 static int
3173 ztest_dataset_create(char *dsname)
3174 {
3175         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3176         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3177             ztest_objset_create_cb, NULL);
3178
3179         if (err || zilset < 80)
3180                 return (err);
3181
3182         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
3183                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3184         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3185             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3186 }
3187
3188 /* ARGSUSED */
3189 static int
3190 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3191 {
3192         objset_t *os;
3193         dmu_object_info_t doi;
3194         int error;
3195
3196         /*
3197          * Verify that the dataset contains a directory object.
3198          */
3199         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os));
3200         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3201         if (error != ENOENT) {
3202                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3203                 ASSERT0(error);
3204                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3205                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3206         }
3207         dmu_objset_rele(os, FTAG);
3208
3209         /*
3210          * Destroy the dataset.
3211          */
3212         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_destroy(name, B_FALSE));
3213         return (0);
3214 }
3215
3216 static boolean_t
3217 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3218 {
3219         char snapname[MAXNAMELEN];
3220         int error;
3221
3222         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3223             (u_longlong_t)id);
3224
3225         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snapname, '@') + 1,
3226             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3227         if (error == ENOSPC) {
3228                 ztest_record_enospc(FTAG);
3229                 return (B_FALSE);
3230         }
3231         if (error != 0 && error != EEXIST)
3232                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s) = %d", snapname, error);
3233         return (B_TRUE);
3234 }
3235
3236 static boolean_t
3237 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3238 {
3239         char snapname[MAXNAMELEN];
3240         int error;
3241
3242         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3243             (u_longlong_t)id);
3244
3245         error = dmu_objset_destroy(snapname, B_FALSE);
3246         if (error != 0 && error != ENOENT)
3247                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3248         return (B_TRUE);
3249 }
3250
3251 /* ARGSUSED */
3252 void
3253 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3254 {
3255         ztest_ds_t *zdtmp;
3256         int iters;
3257         int error;
3258         objset_t *os, *os2;
3259         char *name;
3260         zilog_t *zilog;
3261         int i;
3262
3263         zdtmp = umem_alloc(sizeof (ztest_ds_t), UMEM_NOFAIL);
3264         name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3265
3266         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3267
3268         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3269             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3270
3271         /*
3272          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3273          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3274          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3275          */
3276         if (ztest_random(2) == 0 &&
3277             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3278                 ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3279                 zil_replay(os, zdtmp, ztest_replay_vector);
3280                 ztest_zd_fini(zdtmp);
3281                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3282         }
3283
3284         /*
3285          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3286          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3287          * and all of its snapshots.
3288          */
3289         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3290             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3291
3292         /*
3293          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3294          */
3295         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os));
3296
3297         /*
3298          * Verify that we can create a new dataset.
3299          */
3300         error = ztest_dataset_create(name);
3301         if (error) {
3302                 if (error == ENOSPC) {
3303                         ztest_record_enospc(FTAG);
3304                         goto out;
3305                 }
3306                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3307         }
3308
3309         VERIFY3U(0, ==,
3310             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3311
3312         ztest_zd_init(zdtmp, NULL, os);
3313
3314         /*
3315          * Open the intent log for it.
3316          */
3317         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3318
3319         /*
3320          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3321          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3322          */
3323         iters = ztest_random(5);
3324         for (i = 0; i < iters; i++) {
3325                 ztest_dmu_object_alloc_free(zdtmp, id);
3326                 if (ztest_random(iters) == 0)
3327                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3328         }
3329
3330         /*
3331          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3332          */
3333         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3334             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3335
3336         /*
3337          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3338          */
3339         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3340         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3341
3342         /*
3343          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3344          */
3345         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3346             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3347
3348         zil_close(zilog);
3349         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3350         ztest_zd_fini(zdtmp);
3351 out:
3352         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
3353
3354         umem_free(name, MAXNAMELEN);
3355         umem_free(zdtmp, sizeof (ztest_ds_t));
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3360  */
3361 void
3362 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3363 {
3364         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3365         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3366         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3367         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3372  */
3373 void
3374 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3375 {
3376         char *snap1name;
3377         char *clone1name;
3378         char *snap2name;
3379         char *clone2name;
3380         char *snap3name;
3381         int error;
3382
3383         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3384         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3385         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3386         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3387         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3388
3389         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3390             osname, (u_longlong_t)id);
3391         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3392             osname, (u_longlong_t)id);
3393         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3394             clone1name, (u_longlong_t)id);
3395         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3396             osname, (u_longlong_t)id);
3397         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3398             clone1name, (u_longlong_t)id);
3399
3400         error = dmu_objset_destroy(clone2name, B_FALSE);
3401         if (error && error != ENOENT)
3402                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone2name, error);
3403         error = dmu_objset_destroy(snap3name, B_FALSE);
3404         if (error && error != ENOENT)
3405                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap3name, error);
3406         error = dmu_objset_destroy(snap2name, B_FALSE);
3407         if (error && error != ENOENT)
3408                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap2name, error);
3409         error = dmu_objset_destroy(clone1name, B_FALSE);
3410         if (error && error != ENOENT)
3411                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone1name, error);
3412         error = dmu_objset_destroy(snap1name, B_FALSE);
3413         if (error && error != ENOENT)
3414                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap1name, error);
3415
3416         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3417         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3418         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3419         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3420         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3421 }
3422
3423 /*
3424  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3425  */
3426 void
3427 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3428 {
3429         objset_t *clone;
3430         dsl_dataset_t *ds;
3431         char *snap1name;
3432         char *clone1name;
3433         char *snap2name;
3434         char *clone2name;
3435         char *snap3name;
3436         char *osname = zd->zd_name;
3437         int error;
3438
3439         snap1name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3440         clone1name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3441         snap2name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3442         clone2name = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3443         snap3name  = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
3444
3445         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
3446
3447         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3448
3449         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu",
3450             osname, (u_longlong_t)id);
3451         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu",
3452             osname, (u_longlong_t)id);
3453         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu",
3454             clone1name, (u_longlong_t)id);
3455         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu",
3456             osname, (u_longlong_t)id);
3457         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu",
3458             clone1name, (u_longlong_t)id);
3459
3460         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snap1name, '@')+1,
3461             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3462         if (error && error != EEXIST) {
3463                 if (error == ENOSPC) {
3464                         ztest_record_enospc(FTAG);
3465                         goto out;
3466                 }
3467                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3468         }
3469
3470         error = dmu_objset_hold(snap1name, FTAG, &clone);
3471         if (error)
3472                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3473
3474         error = dmu_objset_clone(clone1name, dmu_objset_ds(clone), 0);
3475         dmu_objset_rele(clone, FTAG);
3476         if (error) {
3477                 if (error == ENOSPC) {
3478                         ztest_record_enospc(FTAG);
3479                         goto out;
3480                 }
3481                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3482         }
3483
3484         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap2name, '@')+1,
3485             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3486         if (error && error != EEXIST) {
3487                 if (error == ENOSPC) {
3488                         ztest_record_enospc(FTAG);
3489                         goto out;
3490                 }
3491                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3492         }
3493
3494         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap3name, '@')+1,
3495             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3496         if (error && error != EEXIST) {
3497                 if (error == ENOSPC) {
3498                         ztest_record_enospc(FTAG);
3499                         goto out;
3500                 }
3501                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3502         }
3503
3504         error = dmu_objset_hold(snap3name, FTAG, &clone);
3505         if (error)
3506                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3507
3508         error = dmu_objset_clone(clone2name, dmu_objset_ds(clone), 0);
3509         dmu_objset_rele(clone, FTAG);
3510         if (error) {
3511                 if (error == ENOSPC) {
3512                         ztest_record_enospc(FTAG);
3513                         goto out;
3514                 }
3515                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3516         }
3517
3518         error = dsl_dataset_own(snap2name, B_FALSE, FTAG, &ds);
3519         if (error)
3520                 fatal(0, "dsl_dataset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3521         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3522         if (error != EBUSY)
3523                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3524                     error);
3525         dsl_dataset_disown(ds, FTAG);
3526
3527 out:
3528         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3529
3530         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
3531
3532         umem_free(snap1name, MAXNAMELEN);
3533         umem_free(clone1name, MAXNAMELEN);
3534         umem_free(snap2name, MAXNAMELEN);
3535         umem_free(clone2name, MAXNAMELEN);
3536         umem_free(snap3name, MAXNAMELEN);
3537 }
3538
3539 #undef OD_ARRAY_SIZE
3540 #define OD_ARRAY_SIZE   4
3541
3542 /*
3543  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3544  */
3545 void
3546 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3547 {
3548         ztest_od_t *od;
3549         int batchsize;
3550         int size;
3551         int b;
3552
3553         size = sizeof(ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3554         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3555         batchsize = OD_ARRAY_SIZE;
3556
3557         for (b = 0; b < batchsize; b++)
3558                 ztest_od_init(od + b, id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3559
3560         /*
3561          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3562          * and do some I/O on the new objects.
3563          */
3564         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_TRUE) != 0)
3565                 return;
3566
3567         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3568                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3569                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3570
3571         umem_free(od, size);
3572 }
3573
3574 #undef OD_ARRAY_SIZE
3575 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3576
3577 /*
3578  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3579  */
3580 void
3581 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3582 {
3583         int size;
3584         ztest_od_t *od;
3585
3586         objset_t *os = zd->zd_os;
3587         size = sizeof(ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3588         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3589         dmu_tx_t *tx;
3590         int i, freeit, error;
3591         uint64_t n, s, txg;
3592         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3593         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3594         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3595         uint64_t regions = 997;
3596         uint64_t stride = 123456789ULL;
3597         uint64_t width = 40;
3598         int free_percent = 5;
3599
3600         /*
3601          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3602          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3603          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3604          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3605          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3606          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3607          *
3608          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3609          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3610          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3611          *
3612          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3613          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3614          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3615          *
3616          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3617          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3618          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3619          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3620          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3621          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3622          */
3623
3624         /*
3625          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3626          */
3627         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3628         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3629
3630         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3631                 umem_free(od, size);
3632                 return;
3633         }
3634
3635         bigobj = od[0].od_object;
3636         packobj = od[1].od_object;
3637         chunksize = od[0].od_gen;
3638         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3639
3640         /*
3641          * Prefetch a random chunk of the big object.
3642          * Our aim here is to get some async reads in flight
3643          * for blocks that we may free below; the DMU should
3644          * handle this race correctly.
3645          */
3646         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3647         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3648         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3649
3650         /*
3651          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3652          */
3653         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3654         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3655
3656         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3657         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3658
3659         bigoff = n * chunksize;
3660         bigsize = s * chunksize;
3661
3662         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3663         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3664
3665         /*
3666          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3667          * overwriting it.
3668          */
3669         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3670
3671         /*
3672          * Read the current contents of our objects.
3673          */
3674         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3675             DMU_READ_PREFETCH);
3676         ASSERT0(error);
3677         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3678             DMU_READ_PREFETCH);
3679         ASSERT0(error);
3680
3681         /*
3682          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3683          */
3684         tx = dmu_tx_create(os);
3685
3686         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3687
3688         if (freeit)
3689                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3690         else
3691                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3692
3693         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3694         if (txg == 0) {
3695                 umem_free(packbuf, packsize);
3696                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3697                 umem_free(od, size);
3698                 return;
3699         }
3700
3701         dmu_object_set_checksum(os, bigobj,
3702             (enum zio_checksum)ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM), tx);
3703
3704         dmu_object_set_compress(os, bigobj,
3705             (enum zio_compress)ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION), tx);
3706
3707         /*
3708          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3709          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3710          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3711          * with the new values we want to write out.
3712          */
3713         for (i = 0; i < s; i++) {
3714                 /* LINTED */
3715                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3716                 /* LINTED */
3717                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3718                 /* LINTED */
3719                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3720
3721                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3722                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3723
3724                 if (pack->bw_txg > txg)
3725                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3726                             pack->bw_txg, txg);
3727
3728                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3729                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3730                             pack->bw_index, n, i);
3731
3732                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3733                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3734
3735                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3736                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3737
3738                 if (freeit) {
3739                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3740                 } else {
3741                         pack->bw_index = n + i;
3742                         pack->bw_txg = txg;
3743                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3744                 }
3745                 *bigH = *pack;
3746                 *bigT = *pack;
3747         }
3748
3749         /*
3750          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3751          * Now write them out.
3752          */
3753         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3754
3755         if (freeit) {
3756                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3757                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3758                             " txg %llx\n",
3759                             (u_longlong_t)bigoff,
3760                             (u_longlong_t)bigsize,
3761                             (u_longlong_t)txg);
3762                 }
3763                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3764         } else {
3765                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3766                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3767                             " txg %llx\n",
3768                             (u_longlong_t)bigoff,
3769                             (u_longlong_t)bigsize,
3770                             (u_longlong_t)txg);
3771                 }
3772                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3773         }
3774
3775         dmu_tx_commit(tx);
3776
3777         /*
3778          * Sanity check the stuff we just wrote.
3779          */
3780         {
3781                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3782                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3783
3784                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3785                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3786                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3787                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3788
3789                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3790                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3791
3792                 umem_free(packcheck, packsize);
3793                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3794         }
3795
3796         umem_free(packbuf, packsize);
3797         umem_free(bigbuf, bigsize);
3798         umem_free(od, size);
3799 }
3800
3801 void
3802 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3803     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3804 {
3805         uint64_t i;
3806         bufwad_t *pack;
3807         bufwad_t *bigH;
3808         bufwad_t *bigT;
3809
3810         /*
3811          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3812          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3813          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3814          * with the new values we want to write out.
3815          */
3816         for (i = 0; i < s; i++) {
3817                 /* LINTED */
3818                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3819                 /* LINTED */
3820                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3821                 /* LINTED */
3822                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3823
3824                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3825                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3826
3827                 if (pack->bw_txg > txg)
3828                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3829                             pack->bw_txg, txg);
3830
3831                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3832                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3833                             pack->bw_index, n, i);
3834
3835                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3836                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3837
3838                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3839                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3840
3841                 pack->bw_index = n + i;
3842                 pack->bw_txg = txg;
3843                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3844
3845                 *bigH = *pack;
3846                 *bigT = *pack;
3847         }
3848 }
3849
3850 #undef OD_ARRAY_SIZE
3851 #define OD_ARRAY_SIZE   2
3852
3853 void
3854 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3855 {
3856         objset_t *os = zd->zd_os;
3857         ztest_od_t *od;
3858         dmu_tx_t *tx;
3859         uint64_t i;
3860         int error;
3861         int size;
3862         uint64_t n, s, txg;
3863         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3864         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3865         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3866         uint64_t chunksize = blocksize;
3867         uint64_t regions = 997;
3868         uint64_t stride = 123456789ULL;
3869         uint64_t width = 9;
3870         dmu_buf_t *bonus_db;
3871         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3872         dmu_object_info_t doi;
3873
3874         size = sizeof(ztest_od_t) * OD_ARRAY_SIZE;
3875         od = umem_alloc(size, UMEM_NOFAIL);
3876
3877         /*
3878          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3879          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3880          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3881          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3882          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3883          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3884          *
3885          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3886          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3887          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3888          *
3889          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3890          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3891          */
3892
3893         /*
3894          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3895          */
3896         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3897         ztest_od_init(od + 1, id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3898
3899
3900         if (ztest_object_init(zd, od, size, B_FALSE) != 0) {
3901                 umem_free(od, size);
3902                 return;
3903         }
3904
3905         bigobj = od[0].od_object;
3906         packobj = od[1].od_object;
3907         blocksize = od[0].od_blocksize;
3908         chunksize = blocksize;
3909         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3910
3911         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3912         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3913         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3914         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3915
3916         /*
3917          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3918          */
3919         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3920         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3921
3922         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3923         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3924
3925         bigoff = n * chunksize;
3926         bigsize = s * chunksize;
3927
3928         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3929         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3930
3931         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3932
3933         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3934
3935         /*
3936          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3937          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3938          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3939          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3940          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3941          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3942          * Iteration 6 one more zcopy write.
3943          */
3944         for (i = 0; i < 7; i++) {
3945                 uint64_t j;
3946                 uint64_t off;
3947
3948                 /*
3949                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3950                  * that don't match bigobj blksz to test
3951                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3952                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3953                  */
3954                 for (j = 0; j < s; j++) {
3955                         if (i != 5) {
3956                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3957                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3958                         } else {
3959                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3960                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3961                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3962                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3963                         }
3964                 }
3965
3966                 /*
3967                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3968                  */
3969                 tx = dmu_tx_create(os);
3970
3971                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3972                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3973
3974                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3975                 if (txg == 0) {
3976                         umem_free(packbuf, packsize);
3977                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3978                         for (j = 0; j < s; j++) {
3979                                 if (i != 5) {
3980                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3981                                 } else {
3982                                         dmu_return_arcbuf(
3983                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3984                                         dmu_return_arcbuf(
3985                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3986                                 }
3987                         }
3988                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3989                         umem_free(od, size);
3990                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3991                         return;
3992                 }
3993
3994                 /*
3995                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3996                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3997                  * existing dbufs for the specified offsets.
3998                  */
3999                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
4000                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
4001                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4002                         ASSERT0(error);
4003                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
4004                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
4005                         ASSERT0(error);
4006                 }
4007                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
4008                     n, chunksize, txg);
4009
4010                 /*
4011                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
4012                  * Now write them out.
4013                  */
4014                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
4015                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
4016                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
4017                             " txg %llx\n",
4018                             (u_longlong_t)bigoff,
4019                             (u_longlong_t)bigsize,
4020                             (u_longlong_t)txg);
4021                 }
4022                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
4023                         dmu_buf_t *dbt;
4024                         if (i != 5) {
4025                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4026                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
4027                         } else {
4028                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
4029                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
4030                                     chunksize / 2);
4031                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
4032                                     chunksize / 2,
4033                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
4034                                     chunksize / 2);
4035                         }
4036
4037                         if (i == 1) {
4038                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
4039                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4040                         }
4041                         if (i != 5) {
4042                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4043                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
4044                         } else {
4045                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4046                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4047                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4048                                     off + chunksize / 2,
4049                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4050                         }
4051                         if (i == 1) {
4052                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4053                         }
4054                 }
4055                 dmu_tx_commit(tx);
4056
4057                 /*
4058                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4059                  */
4060                 {
4061                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4062                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4063
4064                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4065                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4066                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4067                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4068
4069                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4070                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4071
4072                         umem_free(packcheck, packsize);
4073                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4074                 }
4075                 if (i == 2) {
4076                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4077                 } else if (i == 3) {
4078                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4079                 }
4080         }
4081
4082         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4083         umem_free(packbuf, packsize);
4084         umem_free(bigbuf, bigsize);
4085         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4086         umem_free(od, size);
4087 }
4088
4089 /* ARGSUSED */
4090 void
4091 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4092 {
4093         ztest_od_t *od;
4094
4095         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4096         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4097             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4098
4099         /*
4100          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4101          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4102          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4103          */
4104         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4105
4106         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0)
4107                 return;
4108
4109         while (ztest_random(10) != 0)
4110                 ztest_io(zd, od->od_object, offset);
4111
4112         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4113 }
4114
4115 void
4116 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4117 {
4118         ztest_od_t *od;
4119         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4120             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4121         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4122         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4123         void *data;
4124
4125         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4126
4127         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4128
4129         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), !ztest_random(2)) != 0) {
4130                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4131                 return;
4132         }
4133
4134         if (ztest_truncate(zd, od->od_object, offset, count * blocksize) != 0) {
4135                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4136                 return;
4137         }
4138
4139         ztest_prealloc(zd, od->od_object, offset, count * blocksize);
4140
4141         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4142
4143         while (ztest_random(count) != 0) {
4144                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4145                 if (ztest_write(zd, od->od_object, randoff, blocksize,
4146                     data) != 0)
4147                         break;
4148                 while (ztest_random(4) != 0)
4149                         ztest_io(zd, od->od_object, randoff);
4150         }
4151
4152         umem_free(data, blocksize);
4153         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4158  */
4159 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4160 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4161 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4162
4163 void
4164 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4165 {
4166         objset_t *os = zd->zd_os;
4167         ztest_od_t *od;
4168         uint64_t object;
4169         uint64_t txg, last_txg;
4170         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4171         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4172         int i, ints;
4173         dmu_tx_t *tx;
4174         char propname[100], txgname[100];
4175         int error;
4176         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4177
4178         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4179         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4180
4181         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4182                         !ztest_random(2)) != 0)
4183                 goto out;
4184
4185         object = od->od_object;
4186
4187         /*
4188          * Generate a known hash collision, and verify that
4189          * we can lookup and remove both entries.
4190          */
4191         tx = dmu_tx_create(os);
4192         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4193         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4194         if (txg == 0)
4195                 goto out;
4196         for (i = 0; i < 2; i++) {
4197                 value[i] = i;
4198                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4199                     1, &value[i], tx));
4200         }
4201         for (i = 0; i < 2; i++) {
4202                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4203                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4204                 VERIFY3U(0, ==,
4205                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4206                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4207                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4208         }
4209         for (i = 0; i < 2; i++) {
4210                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4211         }
4212         dmu_tx_commit(tx);
4213
4214         /*
4215          * Generate a buch of random entries.
4216          */
4217         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4218
4219         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4220         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4221         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4222         bzero(value, sizeof (value));
4223         last_txg = 0;
4224
4225         /*
4226          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4227          */
4228         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4229         if (error == 0) {
4230                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4231                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4232
4233                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4234                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4235
4236                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4237                     &zl_ints) == 0);
4238
4239                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4240                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4241
4242                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4243                     zl_ints, value) == 0);
4244
4245                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4246                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4247                 }
4248         } else {
4249                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4250         }
4251
4252         /*
4253          * Atomically update two entries in our zap object.
4254          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4255          * in which the property was last updated.  The second
4256          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4257          * should be txg + object + n.
4258          */
4259         tx = dmu_tx_create(os);
4260         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4261         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4262         if (txg == 0)
4263                 goto out;
4264
4265         if (last_txg > txg)
4266                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4267
4268         for (i = 0; i < ints; i++)
4269                 value[i] = txg + object + i;
4270
4271         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4272             1, &txg, tx));
4273         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4274             ints, value, tx));
4275
4276         dmu_tx_commit(tx);
4277
4278         /*
4279          * Remove a random pair of entries.
4280          */
4281         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4282         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4283         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4284
4285         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4286
4287         if (error == ENOENT)
4288                 goto out;
4289
4290         ASSERT0(error);
4291
4292         tx = dmu_tx_create(os);
4293         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4294         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4295         if (txg == 0)
4296                 goto out;
4297         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4298         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4299         dmu_tx_commit(tx);
4300 out:
4301         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4302 }
4303
4304 /*
4305  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4306  */
4307 void
4308 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4309 {
4310         objset_t *os = zd->zd_os;
4311         ztest_od_t *od;
4312         uint64_t object, txg;
4313         int i;
4314
4315         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4316         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4317
4318         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t),
4319                                 !ztest_random(2)) != 0)
4320                 goto out;
4321         object = od->od_object;
4322
4323         /*
4324          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4325          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4326          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4327          */
4328         for (i = 0; i < 2050; i++) {
4329                 char name[MAXNAMELEN];
4330                 uint64_t value = i;
4331                 dmu_tx_t *tx;
4332                 int error;
4333
4334                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4335                     (u_longlong_t)id, (u_longlong_t)value);
4336
4337                 tx = dmu_tx_create(os);
4338                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4339                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4340                 if (txg == 0)
4341                         goto out;
4342                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4343                     &value, tx);
4344                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4345                 dmu_tx_commit(tx);
4346         }
4347 out:
4348         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4349 }
4350
4351 /* ARGSUSED */
4352 void
4353 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4354 {
4355         objset_t *os = zd->zd_os;
4356         ztest_od_t *od;
4357         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4358         dmu_tx_t *tx;
4359         int i, namelen, error;
4360         int micro = ztest_random(2);
4361         char name[20], string_value[20];
4362         void *data;
4363
4364         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4365         ztest_od_init(od, ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4366
4367         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4368                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4369                 return;
4370         }
4371
4372         object = od->od_object;
4373
4374         /*
4375          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4376          * x is a random printable character and the dots are dots.
4377          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4378          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4379          */
4380         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4381
4382         for (i = 0; i < 3; i++)
4383                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4384         for (; i < namelen - 1; i++)
4385                 name[i] = '.';
4386         name[i] = '\0';
4387
4388         if ((namelen & 1) || micro) {
4389                 wsize = sizeof (txg);
4390                 wc = 1;
4391                 data = &txg;
4392         } else {
4393                 wsize = 1;
4394                 wc = namelen;
4395                 data = string_value;
4396         }
4397
4398         count = -1ULL;
4399         VERIFY(zap_count(os, object, &count) == 0);
4400         ASSERT(count != -1ULL);
4401
4402         /*
4403          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4404          */
4405         i = ztest_random(5);
4406
4407         if (i >= 2) {
4408                 tx = dmu_tx_create(os);
4409                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4410                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4411                 if (txg == 0)
4412                         return;
4413                 bcopy(name, string_value, namelen);
4414         } else {
4415                 tx = NULL;
4416                 txg = 0;
4417                 bzero(string_value, namelen);
4418         }
4419
4420         switch (i) {
4421
4422         case 0:
4423                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4424                 if (error == 0) {
4425                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4426                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4427                 } else {
4428                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4429                 }
4430                 break;
4431
4432         case 1:
4433                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4434                 if (error == 0) {
4435                         if (data == string_value &&
4436                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4437                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4438                                     name, data, namelen);
4439                 } else {
4440                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4441                 }
4442                 break;
4443
4444         case 2:
4445                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4446                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4447                 break;
4448
4449         case 3:
4450                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4451                 break;
4452
4453         case 4:
4454                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4455                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4456                 break;
4457         }
4458
4459         if (tx != NULL)
4460                 dmu_tx_commit(tx);
4461
4462         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4463 }
4464
4465 /*
4466  * Commit callback data.
4467  */
4468 typedef struct ztest_cb_data {
4469         list_node_t             zcd_node;
4470         uint64_t                zcd_txg;
4471         int                     zcd_expected_err;
4472         boolean_t               zcd_added;
4473         boolean_t               zcd_called;
4474         spa_t                   *zcd_spa;
4475 } ztest_cb_data_t;
4476
4477 /* This is the actual commit callback function */
4478 static void
4479 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4480 {
4481         ztest_cb_data_t *data = arg;
4482         uint64_t synced_txg;
4483
4484         VERIFY(data != NULL);
4485         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4486         VERIFY(!data->zcd_called);
4487
4488         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4489         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4490                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4491                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4492                     synced_txg);
4493
4494         data->zcd_called = B_TRUE;
4495
4496         if (error == ECANCELED) {
4497                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4498                 ASSERT(!data->zcd_added);
4499
4500                 /*
4501                  * The private callback data should be destroyed here, but
4502                  * since we are going to check the zcd_called field after
4503                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4504                  */
4505                 return;
4506         }
4507
4508         ASSERT(data->zcd_added);
4509         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4510
4511         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4512
4513         /* See if this cb was called more quickly */
4514         if ((synced_txg - data->zcd_txg) < zc_min_txg_delay)
4515                 zc_min_txg_delay = synced_txg - data->zcd_txg;
4516
4517         /* Remove our callback from the list */
4518         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4519
4520         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4521
4522         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4523 }
4524
4525 /* Allocate and initialize callback data structure */
4526 static ztest_cb_data_t *
4527 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4528 {
4529         ztest_cb_data_t *cb_data;
4530
4531         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4532
4533         cb_data->zcd_txg = txg;
4534         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4535         list_link_init(&cb_data->zcd_node);
4536
4537         return (cb_data);
4538 }
4539
4540 /*
4541  * Commit callback test.
4542  */
4543 void
4544 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4545 {
4546         objset_t *os = zd->zd_os;
4547         ztest_od_t *od;
4548         dmu_tx_t *tx;
4549         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4550         uint64_t old_txg, txg;
4551         int i, error = 0;
4552
4553         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
4554         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4555
4556         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
4557                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4558                 return;
4559         }
4560
4561         tx = dmu_tx_create(os);
4562
4563         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4564         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4565
4566         dmu_tx_hold_write(tx, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4567
4568         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4569         if (ztest_random(100) == 0)
4570                 error = -1;
4571
4572         if (!error)
4573                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4574
4575         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4576
4577         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4578         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4579         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4580
4581         if (error) {
4582                 /*
4583                  * It's not a strict requirement to call the registered
4584                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4585                  * it's supposed to happen in the current implementation
4586                  * so we will check for that.
4587                  */
4588                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4589                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4590                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4591                 }
4592
4593                 dmu_tx_abort(tx);
4594
4595                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4596                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4597                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4598                 }
4599
4600                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4601                 return;
4602         }
4603
4604         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4605         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4606
4607         /*
4608          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4609          */
4610         VERIFY(0 == dmu_read(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4611             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4612
4613         if (old_txg > txg)
4614                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4615                     old_txg, txg);
4616
4617         dmu_write(os, od->od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4618
4619         (void) mutex_enter(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4620
4621         /*
4622          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4623          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4624          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4625          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4626          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4627          * implementation.
4628          *
4629          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4630          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4631          * implementation bug..
4632          */
4633         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4634         if (tmp_cb != NULL &&
4635             tmp_cb->zcd_txg + ZTEST_COMMIT_CB_THRESH < txg) {
4636                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4637                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4638         }
4639
4640         /*
4641          * Let's find the place to insert our callbacks.
4642          *
4643          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4644          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4645          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4646          * (from other objsets) may have sneaked in.
4647          */
4648         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4649         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4650                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4651
4652         /* Add the 3 callbacks to the list */
4653         for (i = 0; i < 3; i++) {
4654                 if (tmp_cb == NULL)
4655                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4656                 else
4657                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4658                             cb_data[i]);
4659
4660                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4661                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4662
4663                 tmp_cb = cb_data[i];
4664         }
4665
4666         zc_cb_counter += 3;
4667
4668         (void) mutex_exit(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4669
4670         dmu_tx_commit(tx);
4671
4672         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
4673 }
4674
4675 /* ARGSUSED */
4676 void
4677 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4678 {
4679         zfs_prop_t proplist[] = {
4680                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4681                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4682                 ZFS_PROP_COPIES,
4683                 ZFS_PROP_DEDUP
4684         };
4685         int p;
4686
4687         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4688
4689         for (p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4690                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4691                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4692
4693         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
4694 }
4695
4696 /* ARGSUSED */
4697 void
4698 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4699 {
4700         nvlist_t *props = NULL;
4701
4702         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4703
4704         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4705             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4706
4707         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4708
4709         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4710                 dump_nvlist(props, 4);
4711
4712         nvlist_free(props);
4713
4714         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
4715 }
4716
4717 /*
4718  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4719  */
4720 void
4721 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4722 {
4723         int error;
4724         objset_t *os = zd->zd_os;
4725         objset_t *origin;
4726         char snapname[100];
4727         char fullname[100];
4728         char clonename[100];
4729         char tag[100];
4730         char osname[MAXNAMELEN];
4731
4732         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
4733
4734         dmu_objset_name(os, osname);
4735
4736         (void) snprintf(snapname, 100, "sh1_%llu", (u_longlong_t)id);
4737         (void) snprintf(fullname, 100, "%s@%s", osname, snapname);
4738         (void) snprintf(clonename, 100, "%s/ch1_%llu",osname,(u_longlong_t)id);
4739         (void) snprintf(tag, 100, "tag_%llu", (u_longlong_t)id);
4740
4741         /*
4742          * Clean up from any previous run.
4743          */
4744         (void) dmu_objset_destroy(clonename, B_FALSE);
4745         (void) dsl_dataset_user_release(osname, snapname, tag, B_FALSE);
4746         (void) dmu_objset_destroy(fullname, B_FALSE);
4747
4748         /*
4749          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4750          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4751          */
4752         error = dmu_objset_snapshot(osname, snapname, NULL, NULL, FALSE,
4753             FALSE, -1);
4754         if (error) {
4755                 if (error == ENOSPC) {
4756                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4757                         goto out;
4758                 }
4759                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4760         }
4761
4762         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4763         if (error)
4764                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4765
4766         error = dmu_objset_clone(clonename, dmu_objset_ds(origin), 0);
4767         dmu_objset_rele(origin, FTAG);
4768         if (error) {
4769                 if (error == ENOSPC) {
4770                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4771                         goto out;
4772                 }
4773                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4774         }
4775
4776         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_TRUE);
4777         if (error) {
4778                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_TRUE) = %d",
4779                     fullname, error);
4780         }
4781
4782         error = dmu_objset_destroy(clonename, B_FALSE);
4783         if (error)
4784                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clonename, error);
4785
4786         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4787         if (error != ENOENT)
4788                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4789
4790         /*
4791          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4792          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4793          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4794          */
4795         error = dmu_objset_snapshot(osname, snapname, NULL, NULL, FALSE,
4796             FALSE, -1);
4797         if (error) {
4798                 if (error == ENOSPC) {
4799                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4800                         goto out;
4801                 }
4802                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4803         }
4804
4805         error = dsl_dataset_user_hold(osname, snapname, tag, B_FALSE,
4806             B_TRUE, -1);
4807         if (error)
4808                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s)", fullname, tag);
4809
4810         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_FALSE);
4811         if (error != EBUSY) {
4812                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_FALSE) = %d",
4813                     fullname, error);
4814         }
4815
4816         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_TRUE);
4817         if (error) {
4818                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_TRUE) = %d",
4819                     fullname, error);
4820         }
4821
4822         error = dsl_dataset_user_release(osname, snapname, tag, B_FALSE);
4823         if (error)
4824                 fatal(0, "dsl_dataset_user_release(%s)", fullname, tag);
4825
4826         VERIFY(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin) == ENOENT);
4827
4828 out:
4829         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
4830 }
4831
4832 /*
4833  * Inject random faults into the on-disk data.
4834  */
4835 /* ARGSUSED */
4836 void
4837 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4838 {
4839         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4840         spa_t *spa = ztest_spa;
4841         int fd;
4842         uint64_t offset;
4843         uint64_t leaves;
4844         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeull;
4845         uint64_t top, leaf;
4846         char *path0;
4847         char *pathrand;
4848         size_t fsize;
4849         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
4850         int iters = 1000;
4851         int maxfaults;
4852         int mirror_save;
4853         vdev_t *vd0 = NULL;
4854         uint64_t guid0 = 0;
4855         boolean_t islog = B_FALSE;
4856
4857         path0 = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4858         pathrand = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
4859
4860         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4861         maxfaults = MAXFAULTS();
4862         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4863         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4864         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4865
4866         ASSERT(leaves >= 1);
4867
4868         /*
4869          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4870          */
4871         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4872
4873         if (ztest_random(2) == 0) {
4874                 /*
4875                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4876                  */
4877                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4878                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4879
4880                 /*
4881                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4882                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4883                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4884                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4885                  */
4886                 (void) snprintf(path0, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
4887                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4888                     top * leaves + zs->zs_splits);
4889                 (void) snprintf(pathrand, MAXPATHLEN, ztest_dev_template,
4890                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4891                     top * leaves + leaf);
4892
4893                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4894                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4895                         islog = B_TRUE;
4896
4897                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1) {
4898                         /*
4899                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4900                          * or unwriteable, or reach behind its back
4901                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4902                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4903                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4904                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4905                          * combination of this with injection of random data
4906                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4907                          */
4908                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4909
4910                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4911                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4912                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4913                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4914                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4915                         } else {
4916                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4917                         }
4918                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4919                 }
4920         } else {
4921                 /*
4922                  * Inject errors on an l2cache device.
4923                  */
4924                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4925
4926                 if (sav->sav_count == 0) {
4927                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4928                         goto out;
4929                 }
4930                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4931                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4932                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4933                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4934
4935                 leaf = 0;
4936                 leaves = 1;
4937                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4938         }
4939
4940         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4941
4942         /*
4943          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4944          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4945          */
4946         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4947                 if (ztest_random(10) < 6) {
4948                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4949                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4950
4951                         /*
4952                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4953                          * prevent a race between offlining a slog and
4954                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4955                          * grab a reference on the dataset which may cause
4956                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4957                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4958                          */
4959                         if (islog)
4960                                 (void) rw_enter(&ztest_name_lock,
4961                                     RW_WRITER);
4962
4963                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4964
4965                         if (islog)
4966                                 (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
4967                 } else {
4968                         /*
4969                          * Ideally we would like to be able to randomly
4970                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4971                          * to force unpredictable failures but the side
4972                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4973                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4974                          * prevent a race between injection testing and
4975                          * aux_vdev removal.
4976                          */
4977                         mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
4978                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4979                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
4980                 }
4981         }
4982
4983         if (maxfaults == 0)
4984                 goto out;
4985
4986         /*
4987          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4988          */
4989         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4990
4991         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4992                 goto out;
4993
4994         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4995
4996         while (--iters != 0) {
4997                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4998                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4999                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
5000
5001                 if (offset >= fsize)
5002                         continue;
5003
5004                 mutex_enter(&ztest_vdev_lock);
5005                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
5006                         mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5007                         (void) close(fd);
5008                         goto out;
5009                 }
5010
5011                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
5012                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
5013                             offset, pathrand);
5014
5015                 mutex_exit(&ztest_vdev_lock);
5016
5017                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
5018                         (void) printf("injected bad word into %s,"
5019                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
5020         }
5021
5022         (void) close(fd);
5023 out:
5024         umem_free(path0, MAXPATHLEN);
5025         umem_free(pathrand, MAXPATHLEN);
5026 }
5027
5028 /*
5029  * Verify that DDT repair works as expected.
5030  */
5031 void
5032 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5033 {
5034         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5035         spa_t *spa = ztest_spa;
5036         objset_t *os = zd->zd_os;
5037         ztest_od_t *od;
5038         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
5039         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
5040         dmu_buf_t *db;
5041         dmu_tx_t *tx;
5042         void *buf;
5043         blkptr_t blk;
5044         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5045         int i;
5046
5047         blocksize = ztest_random_blocksize();
5048         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5049
5050         od = umem_alloc(sizeof(ztest_od_t), UMEM_NOFAIL);
5051         ztest_od_init(od, id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5052
5053         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (ztest_od_t), B_FALSE) != 0) {
5054                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
5055                 return;
5056         }
5057
5058         /*
5059          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5060          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5061          */
5062         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5063
5064         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5065             B_FALSE) != 0 ||
5066             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5067             B_FALSE) != 0) {
5068                 (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5069                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
5070                 return;
5071         }
5072
5073         object = od[0].od_object;
5074         blocksize = od[0].od_blocksize;
5075         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5076
5077         ASSERT(object != 0);
5078
5079         tx = dmu_tx_create(os);
5080         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5081         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5082         if (txg == 0) {
5083                 (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5084                 umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
5085                 return;
5086         }
5087
5088         /*
5089          * Write all the copies of our block.
5090          */
5091         for (i = 0; i < copies; i++) {
5092                 uint64_t offset = i * blocksize;
5093                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5094                     DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
5095                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5096                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5097                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5098                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5099                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5100                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5101                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5102         }
5103
5104         dmu_tx_commit(tx);
5105         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5106
5107         /*
5108          * Find out what block we got.
5109          */
5110         VERIFY(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5111             DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
5112         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5113         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5114
5115         /*
5116          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5117          */
5118         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5119         buf = zio_buf_alloc(psize);
5120         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5121
5122         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5123             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5124             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5125
5126         zio_buf_free(buf, psize);
5127
5128         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5129         umem_free(od, sizeof(ztest_od_t));
5130 }
5131
5132 /*
5133  * Scrub the pool.
5134  */
5135 /* ARGSUSED */
5136 void
5137 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5138 {
5139         spa_t *spa = ztest_spa;
5140
5141         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5142         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5143         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5144 }
5145
5146 /*
5147  * Change the guid for the pool.
5148  */
5149 /* ARGSUSED */
5150 void
5151 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5152 {
5153         spa_t *spa = ztest_spa;
5154         uint64_t orig, load;
5155         int error;
5156
5157         orig = spa_guid(spa);
5158         load = spa_load_guid(spa);
5159
5160         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5161         error = spa_change_guid(spa);
5162         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5163
5164         if (error != 0)
5165                 return;
5166
5167         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5168                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5169                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5170         }
5171
5172         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5173         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5174 }
5175
5176 /*
5177  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5178  */
5179 /* ARGSUSED */
5180 void
5181 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5182 {
5183         char *oldname, *newname;
5184         spa_t *spa;
5185
5186         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_WRITER);
5187
5188         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5189         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5190         (void) strcpy(newname, oldname);
5191         (void) strcat(newname, "_tmp");
5192
5193         /*
5194          * Do the rename
5195          */
5196         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5197
5198         /*
5199          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5200          */
5201         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5202
5203         /*
5204          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5205          */
5206         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5207
5208         ASSERT(spa == ztest_spa);
5209         spa_close(spa, FTAG);
5210
5211         /*
5212          * Rename it back to the original
5213          */
5214         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5215
5216         /*
5217          * Make sure it can still be opened
5218          */
5219         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5220
5221         ASSERT(spa == ztest_spa);
5222         spa_close(spa, FTAG);
5223
5224         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5225
5226         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5227 }
5228
5229 /*
5230  * Verify pool integrity by running zdb.
5231  */
5232 static void
5233 ztest_run_zdb(char *pool)
5234 {
5235         int status;
5236         char *bin;
5237         char *zdb;
5238         char *zbuf;
5239         FILE *fp;
5240
5241         bin = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5242         zdb = umem_alloc(MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20, UMEM_NOFAIL);
5243         zbuf = umem_alloc(1024, UMEM_NOFAIL);
5244
5245         VERIFY(realpath(getexecname(), bin) != NULL);
5246         if (strncmp(bin, "/usr/sbin/ztest", 15) == 0) {
5247                 strcpy(bin, "/usr/sbin/zdb"); /* Installed */
5248         } else if (strncmp(bin, "/sbin/ztest", 11) == 0) {
5249                 strcpy(bin, "/sbin/zdb"); /* Installed */
5250         } else {
5251                 strstr(bin, "/ztest/")[0] = '\0'; /* In-tree */
5252                 strcat(bin, "/zdb/zdb");
5253         }
5254
5255         (void) sprintf(zdb,
5256             "%s -bcc%s%s -U %s %s",
5257             bin,
5258             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5259             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5260             spa_config_path,
5261             pool);
5262
5263         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5264                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5265
5266         fp = popen(zdb, "r");
5267
5268         while (fgets(zbuf, 1024, fp) != NULL)
5269                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5270                         (void) printf("%s", zbuf);
5271
5272         status = pclose(fp);
5273
5274         if (status == 0)
5275                 goto out;
5276
5277         ztest_dump_core = 0;
5278         if (WIFEXITED(status))
5279                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5280         else
5281                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5282 out:
5283         umem_free(bin, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5284         umem_free(zdb, MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20);
5285         umem_free(zbuf, 1024);
5286 }
5287
5288 static void
5289 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5290 {
5291         spa_t *spa = NULL;
5292
5293         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5294                 (void) printf("%s\n", header);
5295
5296         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5297         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5298                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5299                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5300         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5301 }
5302
5303 static void
5304 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5305 {
5306         nvlist_t *config, *newconfig;
5307         uint64_t pool_guid;
5308         spa_t *spa;
5309
5310         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5311                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5312                     oldname, newname);
5313         }
5314
5315         /*
5316          * Clean up from previous runs.
5317          */
5318         (void) spa_destroy(newname);
5319
5320         /*
5321          * Get the pool's configuration and guid.
5322          */
5323         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5324
5325         /*
5326          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5327          */
5328         if (ztest_random(2) == 0)
5329                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5330
5331         pool_guid = spa_guid(spa);
5332         spa_close(spa, FTAG);
5333
5334         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5335
5336         /*
5337          * Export it.
5338          */
5339         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5340
5341         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5342
5343         /*
5344          * Try to import it.
5345          */
5346         newconfig = spa_tryimport(config);
5347         ASSERT(newconfig != NULL);
5348         nvlist_free(newconfig);
5349
5350         /*
5351          * Import it under the new name.
5352          */
5353         VERIFY3U(0, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5354
5355         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5356
5357         /*
5358          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5359          */
5360         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5361
5362         /*
5363          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5364          */
5365         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5366
5367         /*
5368          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5369          */
5370         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5371
5372         /*
5373          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5374          */
5375         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5376         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5377         spa_close(spa, FTAG);
5378
5379         nvlist_free(config);
5380 }
5381
5382 static void
5383 ztest_resume(spa_t *spa)
5384 {
5385         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5386                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5387         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5388         vdev_clear(spa, NULL);
5389         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5390         (void) zio_resume(spa);
5391 }
5392
5393 static void *
5394 ztest_resume_thread(void *arg)
5395 {
5396         spa_t *spa = arg;
5397
5398         while (!ztest_exiting) {
5399                 if (spa_suspended(spa))
5400                         ztest_resume(spa);
5401                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5402         }
5403
5404         thread_exit();
5405
5406         return (NULL);
5407 }
5408
5409 #define GRACE   300
5410
5411 #if 0
5412 static void
5413 ztest_deadman_alarm(int sig)
5414 {
5415         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", GRACE);
5416 }
5417 #endif
5418
5419 static void
5420 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5421 {
5422         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5423         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5424         hrtime_t functime = gethrtime();
5425         int i;
5426
5427         for (i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5428                 zi->zi_func(zd, id);
5429
5430         functime = gethrtime() - functime;
5431
5432         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5433         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5434
5435         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5436                 Dl_info dli;
5437                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5438                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5439                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5440         }
5441 }
5442
5443 static void *
5444 ztest_thread(void *arg)
5445 {
5446         int rand;
5447         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5448         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5449         uint64_t call_next;
5450         hrtime_t now;
5451         ztest_info_t *zi;
5452         ztest_shared_callstate_t *zc;
5453
5454         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5455                 /*
5456                  * See if it's time to force a crash.
5457                  */
5458                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5459                         ztest_kill(zs);
5460
5461                 /*
5462                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5463                  */
5464                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5465                         break;
5466
5467                 /*
5468                  * Pick a random function to execute.
5469                  */
5470                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5471                 zi = &ztest_info[rand];
5472                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5473                 call_next = zc->zc_next;
5474
5475                 if (now >= call_next &&
5476                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5477                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5478                         ztest_execute(rand, zi, id);
5479                 }
5480         }
5481
5482         thread_exit();
5483
5484         return (NULL);
5485 }
5486
5487 static void
5488 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5489 {
5490         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5491 }
5492
5493 static void
5494 ztest_dataset_destroy(int d)
5495 {
5496         char name[MAXNAMELEN];
5497         int t;
5498
5499         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5500
5501         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5502                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5503
5504         /*
5505          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5506          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5507          * so there may be more than one thing to clean up.
5508          */
5509         for (t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5510             t += ztest_opts.zo_datasets)
5511                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5512
5513         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5514             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5515 }
5516
5517 static void
5518 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5519 {
5520         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5521
5522         /*
5523          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5524          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5525          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5526          * If not, we have an object leak.
5527          *
5528          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5529          * when the open-context and syncing-context values agree.
5530          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5531          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5532          */
5533         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5534         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5535         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5536 }
5537
5538 static int
5539 ztest_dataset_open(int d)
5540 {
5541         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5542         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5543         objset_t *os;
5544         zilog_t *zilog;
5545         char name[MAXNAMELEN];
5546         int error;
5547
5548         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5549
5550         (void) rw_enter(&ztest_name_lock, RW_READER);
5551
5552         error = ztest_dataset_create(name);
5553         if (error == ENOSPC) {
5554                 (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5555                 ztest_record_enospc(FTAG);
5556                 return (error);
5557         }
5558         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5559
5560         VERIFY0(dmu_objset_hold(name, zd, &os));
5561         (void) rw_exit(&ztest_name_lock);
5562
5563         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5564
5565         zilog = zd->zd_zilog;
5566
5567         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5568             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5569                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5570                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5571
5572         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5573
5574         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5575
5576         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5577
5578         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5579                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5580                     zd->zd_name,
5581                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5582                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5583                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5584
5585         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5586
5587         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5588             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5589                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5590                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5591
5592         return (0);
5593 }
5594
5595 static void
5596 ztest_dataset_close(int d)
5597 {
5598         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5599
5600         zil_close(zd->zd_zilog);
5601         dmu_objset_rele(zd->zd_os, zd);
5602
5603         ztest_zd_fini(zd);
5604 }
5605
5606 /*
5607  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5608  */
5609 static void
5610 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5611 {
5612         kt_did_t *tid;
5613         spa_t *spa;
5614         objset_t *os;
5615         kthread_t *resume_thread;
5616         uint64_t object;
5617         int error;
5618         int t, d;
5619
5620         ztest_exiting = B_FALSE;
5621
5622         /*
5623          * Initialize parent/child shared state.
5624          */
5625         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5626         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
5627
5628         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5629         zs->zs_thread_stop =
5630             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5631         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5632         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5633         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5634                 zs->zs_thread_kill -=
5635                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5636         }
5637
5638         mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5639
5640         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5641             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5642
5643         /*
5644          * Open our pool.
5645          */
5646         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5647         VERIFY(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0);
5648         spa->spa_debug = B_TRUE;
5649         ztest_spa = spa;
5650
5651         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(ztest_opts.zo_pool, FTAG, &os));
5652         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5653         dmu_objset_rele(os, FTAG);
5654
5655         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5656
5657         /*
5658          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5659          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5660          * the only valid replica.
5661          */
5662         if (MAXFAULTS() == 0)
5663                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5664         else
5665                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5666
5667         /*
5668          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5669          */
5670         VERIFY3P((resume_thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5671             (thread_func_t)ztest_resume_thread, spa, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5672             PTHREAD_CREATE_JOINABLE)), !=, NULL);
5673
5674 #if 0
5675         /*
5676          * Set a deadman alarm to abort() if we hang.
5677          */
5678         signal(SIGALRM, ztest_deadman_alarm);
5679         alarm((zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + GRACE);
5680 #endif
5681
5682         /*
5683          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5684          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5685          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5686          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5687          */
5688         for (t = 0; t < 64; t++) {
5689                 for (d = -5; d <= 5; d++) {
5690                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5691                             (1ULL << t) + d, NULL);
5692                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5693                             error == EINVAL);
5694                 }
5695         }
5696
5697         /*
5698          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5699          */
5700         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5701                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5702                 ztest_dataset_destroy(d);
5703         }
5704         zs->zs_enospc_count = 0;
5705
5706         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t),
5707             UMEM_NOFAIL);
5708
5709         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5710                 (void) printf("starting main threads...\n");
5711
5712         /*
5713          * Kick off all the tests that run in parallel.
5714          */
5715         for (t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5716                 kthread_t *thread;
5717
5718                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5719                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5720                         return;
5721
5722                 VERIFY3P(thread = zk_thread_create(NULL, 0,
5723                     (thread_func_t)ztest_thread,
5724                     (void *)(uintptr_t)t, TS_RUN, NULL, 0, 0,
5725                     PTHREAD_CREATE_JOINABLE), !=, NULL);
5726                 tid[t] = thread->t_tid;
5727         }
5728
5729         /*
5730          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5731          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5732          */
5733         for (t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5734                 thread_join(tid[t]);
5735                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5736                         ztest_dataset_close(t);
5737         }
5738
5739         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5740
5741         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5742         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5743
5744         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (kt_did_t));
5745
5746         /* Kill the resume thread */
5747         ztest_exiting = B_TRUE;
5748         thread_join(resume_thread->t_tid);
5749         ztest_resume(spa);
5750
5751         /*
5752          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5753          * spa_close() should wait for it to complete.
5754          */
5755         for (object = 1; object < 50; object++)
5756                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5757
5758         /* Verify that at least one commit cb was called in a timely fashion */
5759         if (zc_cb_counter >= ZTEST_COMMIT_CB_MIN_REG)
5760                 VERIFY0(zc_min_txg_delay);
5761
5762         spa_close(spa, FTAG);
5763
5764         /*
5765          * Verify that we can loop over all pools.
5766          */
5767         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5768         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5769                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5770                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5771         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5772
5773         /*
5774          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5775          * different name.
5776          */
5777         if (ztest_random(2) == 0) {
5778                 char name[MAXNAMELEN];
5779                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5780                     ztest_opts.zo_pool);
5781                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5782                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5783         }
5784
5785         kernel_fini();
5786
5787         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5788         mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5789         rw_destroy(&ztest_name_lock);
5790         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5791 }
5792
5793 static void
5794 ztest_freeze(void)
5795 {
5796         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5797         spa_t *spa;
5798         int numloops = 0;
5799
5800         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5801                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5802
5803         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5804         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5805         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5806
5807         /*
5808          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5809          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5810          * the log chain won't be anchored.
5811          */
5812         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5813                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5814                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5815         }
5816
5817         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5818
5819         /*
5820          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5821          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5822          */
5823         spa_freeze(spa);
5824
5825         /*
5826          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5827          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5828          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5829          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5830          * The ZIL should be OK with that.
5831          */
5832         while (ztest_random(10) != 0 &&
5833             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops) {
5834                 ztest_dmu_write_parallel(zd, 0);
5835                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5836                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5837         }
5838
5839         /*
5840          * Commit all of the changes we just generated.
5841          */
5842         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5843         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5844
5845         /*
5846          * Close our dataset and close the pool.
5847          */
5848         ztest_dataset_close(0);
5849         spa_close(spa, FTAG);
5850         kernel_fini();
5851
5852         /*
5853          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5854          */
5855         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5856         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5857         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5858         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5859         ztest_dataset_close(0);
5860
5861         spa->spa_debug = B_TRUE;
5862         ztest_spa = spa;
5863         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5864         ztest_reguid(NULL, 0);
5865
5866         spa_close(spa, FTAG);
5867         kernel_fini();
5868 }
5869
5870 void
5871 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5872 {
5873         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5874         hrtime_t m = s / 60;
5875         hrtime_t h = m / 60;
5876         hrtime_t d = h / 24;
5877
5878         s -= m * 60;
5879         m -= h * 60;
5880         h -= d * 24;
5881
5882         timebuf[0] = '\0';
5883
5884         if (d)
5885                 (void) sprintf(timebuf,
5886                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5887         else if (h)
5888                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5889         else if (m)
5890                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5891         else
5892                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5893 }
5894
5895 static nvlist_t *
5896 make_random_props(void)
5897 {
5898         nvlist_t *props;
5899
5900         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5901         if (ztest_random(2) == 0)
5902                 return (props);
5903         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5904
5905         return (props);
5906 }
5907
5908 /*
5909  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5910  * Then test spa_freeze() functionality.
5911  */
5912 static void
5913 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5914 {
5915         spa_t *spa;
5916         nvlist_t *nvroot, *props;
5917         int i;
5918
5919         mutex_init(&ztest_vdev_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
5920         rw_init(&ztest_name_lock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
5921
5922         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5923
5924         /*
5925          * Create the storage pool.
5926          */
5927         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5928         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5929         zs->zs_splits = 0;
5930         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5931         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5932             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5933         props = make_random_props();
5934         for (i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5935                 char *buf;
5936                 VERIFY3S(-1, !=, asprintf(&buf, "feature@%s",
5937                     spa_feature_table[i].fi_uname));
5938                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5939                 free(buf);
5940         }
5941         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props,
5942             NULL, NULL));
5943         nvlist_free(nvroot);
5944
5945         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5946         zs->zs_metaslab_sz =
5947             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5948         spa_close(spa, FTAG);
5949
5950         kernel_fini();
5951
5952         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5953
5954         ztest_freeze();
5955
5956         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5957
5958         rw_destroy(&ztest_name_lock);
5959         mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5960 }
5961
5962 static void
5963 setup_data_fd(void)
5964 {
5965         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
5966
5967         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
5968         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
5969         (void) unlink(ztest_name_data);
5970 }
5971
5972 static int
5973 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
5974 {
5975         int size;
5976
5977         size = hdr->zh_hdr_size;
5978         size += hdr->zh_opts_size;
5979         size += hdr->zh_size;
5980         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5981         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5982
5983         return (size);
5984 }
5985
5986 static void
5987 setup_hdr(void)
5988 {
5989         int size;
5990         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5991
5992         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5993             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5994         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5995
5996         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
5997
5998         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5999         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
6000         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
6001         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
6002         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
6003         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
6004         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
6005
6006         size = shared_data_size(hdr);
6007         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
6008
6009         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6010 }
6011
6012 static void
6013 setup_data(void)
6014 {
6015         int size, offset;
6016         ztest_shared_hdr_t *hdr;
6017         uint8_t *buf;
6018
6019         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6020             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6021         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6022
6023         size = shared_data_size(hdr);
6024
6025         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6026         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6027             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6028         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6029         buf = (uint8_t *)hdr;
6030
6031         offset = hdr->zh_hdr_size;
6032         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6033         offset += hdr->zh_opts_size;
6034         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6035         offset += hdr->zh_size;
6036         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6037         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6038         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6039 }
6040
6041 static boolean_t
6042 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6043 {
6044         pid_t pid;
6045         int status;
6046         char *cmdbuf = NULL;
6047
6048         pid = fork();
6049
6050         if (cmd == NULL) {
6051                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6052                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6053                 cmd = cmdbuf;
6054         }
6055
6056         if (pid == -1)
6057                 fatal(1, "fork failed");
6058
6059         if (pid == 0) { /* child */
6060                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6061                 char fd_data_str[12];
6062
6063                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6064                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6065
6066                 (void) close(ztest_fd_rand);
6067                 VERIFY(11 >= snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6068                 VERIFY(0 == setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6069
6070                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6071                 if (libpath != NULL)
6072                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6073                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6074                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6075                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6076         }
6077
6078         if (cmdbuf != NULL) {
6079                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6080                 cmd = NULL;
6081         }
6082
6083         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6084                 continue;
6085         if (statusp != NULL)
6086                 *statusp = status;
6087
6088         if (WIFEXITED(status)) {
6089                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6090                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6091                             WEXITSTATUS(status));
6092                         exit(2);
6093                 }
6094                 return (B_FALSE);
6095         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6096                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6097                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6098                             WTERMSIG(status));
6099                         exit(3);
6100                 }
6101                 return (B_TRUE);
6102         } else {
6103                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6104                 exit(4);
6105                 /* NOTREACHED */
6106         }
6107 }
6108
6109 static void
6110 ztest_run_init(void)
6111 {
6112         int i;
6113
6114         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6115
6116         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6117
6118         /*
6119          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6120          */
6121         (void) remove(spa_config_path);
6122
6123         /*
6124          * Create and initialize our storage pool.
6125          */
6126         for (i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6127                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6128                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6129                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6130                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6131                 }
6132                 ztest_init(zs);
6133         }
6134 }
6135
6136 int
6137 main(int argc, char **argv)
6138 {
6139         int kills = 0;
6140         int iters = 0;
6141         int older = 0;
6142         int newer = 0;
6143         ztest_shared_t *zs;
6144         ztest_info_t *zi;
6145         ztest_shared_callstate_t *zc;
6146         char timebuf[100];
6147         char numbuf[6];
6148         spa_t *spa;
6149         char *cmd;
6150         boolean_t hasalt;
6151         int f;
6152         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6153
6154         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6155
6156         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6157         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6158
6159         if (!fd_data_str) {
6160                 dprintf_setup(&argc, argv);
6161                 process_options(argc, argv);
6162
6163                 setup_data_fd();
6164                 setup_hdr();
6165                 setup_data();
6166                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6167                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6168         } else {
6169                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6170                 setup_data();
6171                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6172         }
6173         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6174
6175         /* Override location of zpool.cache */
6176         VERIFY(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6177             ztest_opts.zo_dir) != -1);
6178
6179         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6180             UMEM_NOFAIL);
6181         zs = ztest_shared;
6182
6183         if (fd_data_str) {
6184                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6185                 metaslab_df_alloc_threshold =
6186                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6187
6188                 if (zs->zs_do_init)
6189                         ztest_run_init();
6190                 else
6191                         ztest_run(zs);
6192                 exit(0);
6193         }
6194
6195         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6196
6197         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6198                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6199                     " %llu seconds...\n",
6200                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6201                     ztest_opts.zo_datasets,
6202                     ztest_opts.zo_threads,
6203                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6204         }
6205
6206         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6207         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6208
6209         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6210         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6211                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6212                         (void) printf("Executing older ztest for "
6213                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6214                 }
6215                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6216                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6217         } else {
6218                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6219         }
6220         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6221
6222         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6223         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6224
6225         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6226                 zi = &ztest_info[f];
6227                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6228                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6229                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6230                 else
6231                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6232                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6233         }
6234
6235         /*
6236          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6237          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6238          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6239          */
6240         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6241                 int status;
6242                 boolean_t killed;
6243
6244                 /*
6245                  * Initialize the workload counters for each function.
6246                  */
6247                 for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6248                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6249                         zc->zc_count = 0;
6250                         zc->zc_time = 0;
6251                 }
6252
6253                 /* Set the allocation switch size */
6254                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6255                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6256
6257                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6258                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6259                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6260                                     cmd);
6261                         }
6262                         newer++;
6263                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6264                 } else {
6265                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6266                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6267                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6268                         }
6269                         older++;
6270                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6271                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6272                 }
6273
6274                 if (killed)
6275                         kills++;
6276                 iters++;
6277
6278                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6279                         hrtime_t now = gethrtime();
6280
6281                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6282                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6283                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6284
6285                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6286                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6287                             iters,
6288                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6289                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6290                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6291                             numbuf,
6292                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6293                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6294                 }
6295
6296                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6297                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6298                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6299                             "Calls", "Time", "Function");
6300                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6301                             "-----", "----", "--------");
6302                         for (f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6303                                 Dl_info dli;
6304
6305                                 zi = &ztest_info[f];
6306                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6307                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6308                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6309                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6310                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6311                                     dli.dli_sname);
6312                         }
6313                         (void) printf("\n");
6314                 }
6315
6316                 /*
6317                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6318                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6319                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6320                  */
6321                 kernel_init(FREAD);
6322                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6323                         spa_close(spa, FTAG);
6324                 } else {
6325                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6326                         kernel_fini();
6327                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6328                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6329                             ztest_opts.zo_pool);
6330                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6331                 }
6332                 kernel_fini();
6333
6334                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6335         }
6336
6337         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6338                 if (hasalt) {
6339                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6340                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6341                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6342                             cmd);
6343                 }
6344                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6345                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6346         }
6347
6348         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6349
6350         return (0);
6351 }