t/io_uring: only calculate per-file depth if we have files
[fio.git] / zbd.c
diff --git a/zbd.c b/zbd.c
index d16b890fc6f1796445e007996ea5ab4ff0aee325..3741766051547fbc71a46ab42efe72a181826993 100644 (file)
--- a/zbd.c
+++ b/zbd.c
@@ -11,6 +11,7 @@
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
 
+#include "compiler/compiler.h"
 #include "os/os.h"
 #include "file.h"
 #include "fio.h"
 #include "pshared.h"
 #include "zbd.h"
 
+static bool is_valid_offset(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
+{
+       return (uint64_t)(offset - f->file_offset) < f->io_size;
+}
+
+static inline unsigned int zbd_zone_idx(const struct fio_file *f,
+                                       struct fio_zone_info *zone)
+{
+       return zone - f->zbd_info->zone_info;
+}
+
+/**
+ * zbd_offset_to_zone_idx - convert an offset into a zone number
+ * @f: file pointer.
+ * @offset: offset in bytes. If this offset is in the first zone_size bytes
+ *         past the disk size then the index of the sentinel is returned.
+ */
+static unsigned int zbd_offset_to_zone_idx(const struct fio_file *f,
+                                          uint64_t offset)
+{
+       uint32_t zone_idx;
+
+       if (f->zbd_info->zone_size_log2 > 0)
+               zone_idx = offset >> f->zbd_info->zone_size_log2;
+       else
+               zone_idx = offset / f->zbd_info->zone_size;
+
+       return min(zone_idx, f->zbd_info->nr_zones);
+}
+
+/**
+ * zbd_zone_end - Return zone end location
+ * @z: zone info pointer.
+ */
+static inline uint64_t zbd_zone_end(const struct fio_zone_info *z)
+{
+       return (z+1)->start;
+}
+
+/**
+ * zbd_zone_capacity_end - Return zone capacity limit end location
+ * @z: zone info pointer.
+ */
+static inline uint64_t zbd_zone_capacity_end(const struct fio_zone_info *z)
+{
+       return z->start + z->capacity;
+}
+
+/**
+ * zbd_zone_remainder - Return the number of bytes that are still available for
+ *                      writing before the zone gets full
+ * @z: zone info pointer.
+ */
+static inline uint64_t zbd_zone_remainder(struct fio_zone_info *z)
+{
+       if (z->wp >= zbd_zone_capacity_end(z))
+               return 0;
+
+       return zbd_zone_capacity_end(z) - z->wp;
+}
+
+/**
+ * zbd_zone_full - verify whether a minimum number of bytes remain in a zone
+ * @f: file pointer.
+ * @z: zone info pointer.
+ * @required: minimum number of bytes that must remain in a zone.
+ *
+ * The caller must hold z->mutex.
+ */
+static bool zbd_zone_full(const struct fio_file *f, struct fio_zone_info *z,
+                         uint64_t required)
+{
+       assert((required & 511) == 0);
+
+       return z->has_wp && required > zbd_zone_remainder(z);
+}
+
+static void zone_lock(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
+                     struct fio_zone_info *z)
+{
+#ifndef NDEBUG
+       unsigned int const nz = zbd_zone_idx(f, z);
+       /* A thread should never lock zones outside its working area. */
+       assert(f->min_zone <= nz && nz < f->max_zone);
+       assert(z->has_wp);
+#endif
+
+       /*
+        * Lock the io_u target zone. The zone will be unlocked if io_u offset
+        * is changed or when io_u completes and zbd_put_io() executed.
+        * To avoid multiple jobs doing asynchronous I/Os from deadlocking each
+        * other waiting for zone locks when building an io_u batch, first
+        * only trylock the zone. If the zone is already locked by another job,
+        * process the currently queued I/Os so that I/O progress is made and
+        * zones unlocked.
+        */
+       if (pthread_mutex_trylock(&z->mutex) != 0) {
+               if (!td_ioengine_flagged(td, FIO_SYNCIO))
+                       io_u_quiesce(td);
+               pthread_mutex_lock(&z->mutex);
+       }
+}
+
+static inline void zone_unlock(struct fio_zone_info *z)
+{
+       assert(z->has_wp);
+       pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+}
+
+static inline struct fio_zone_info *zbd_get_zone(const struct fio_file *f,
+                                                unsigned int zone_idx)
+{
+       return &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+}
+
+static inline struct fio_zone_info *
+zbd_offset_to_zone(const struct fio_file *f,  uint64_t offset)
+{
+       return zbd_get_zone(f, zbd_offset_to_zone_idx(f, offset));
+}
+
+static bool accounting_vdb(struct thread_data *td, const struct fio_file *f)
+{
+       return td->o.zrt.u.f && td_write(td);
+}
+
 /**
  * zbd_get_zoned_model - Get a device zoned model
  * @td: FIO thread data
  * @f: FIO file for which to get model information
  */
-int zbd_get_zoned_model(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                       enum zbd_zoned_model *model)
+static int zbd_get_zoned_model(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                              enum zbd_zoned_model *model)
 {
        int ret;
 
+       if (f->filetype == FIO_TYPE_PIPE) {
+               log_err("zonemode=zbd does not support pipes\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       /* If regular file, always emulate zones inside the file. */
+       if (f->filetype == FIO_TYPE_FILE) {
+               *model = ZBD_NONE;
+               return 0;
+       }
+
        if (td->io_ops && td->io_ops->get_zoned_model)
                ret = td->io_ops->get_zoned_model(td, f, model);
        else
@@ -60,9 +198,9 @@ int zbd_get_zoned_model(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  * upon failure. If the zone report is empty, always assume an error (device
  * problem) and return -EIO.
  */
-int zbd_report_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                    uint64_t offset, struct zbd_zone *zones,
-                    unsigned int nr_zones)
+static int zbd_report_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                           uint64_t offset, struct zbd_zone *zones,
+                           unsigned int nr_zones)
 {
        int ret;
 
@@ -72,12 +210,12 @@ int zbd_report_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                ret = blkzoned_report_zones(td, f, offset, zones, nr_zones);
        if (ret < 0) {
                td_verror(td, errno, "report zones failed");
-               log_err("%s: report zones from sector %llu failed (%d).\n",
-                       f->file_name, (unsigned long long)offset >> 9, errno);
+               log_err("%s: report zones from sector %"PRIu64" failed (nr_zones=%d; errno=%d).\n",
+                       f->file_name, offset >> 9, nr_zones, errno);
        } else if (ret == 0) {
                td_verror(td, errno, "Empty zone report");
-               log_err("%s: report zones from sector %llu is empty.\n",
-                       f->file_name, (unsigned long long)offset >> 9);
+               log_err("%s: report zones from sector %"PRIu64" is empty.\n",
+                       f->file_name, offset >> 9);
                ret = -EIO;
        }
 
@@ -94,8 +232,8 @@ int zbd_report_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  * Reset the write pointer of all zones in the range @offset...@offset+@length.
  * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
  */
-int zbd_reset_wp(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                uint64_t offset, uint64_t length)
+static int zbd_reset_wp(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                       uint64_t offset, uint64_t length)
 {
        int ret;
 
@@ -105,254 +243,525 @@ int zbd_reset_wp(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                ret = blkzoned_reset_wp(td, f, offset, length);
        if (ret < 0) {
                td_verror(td, errno, "resetting wp failed");
-               log_err("%s: resetting wp for %llu sectors at sector %llu failed (%d).\n",
-                       f->file_name, (unsigned long long)length >> 9,
-                       (unsigned long long)offset >> 9, errno);
+               log_err("%s: resetting wp for %"PRIu64" sectors at sector %"PRIu64" failed (%d).\n",
+                       f->file_name, length >> 9, offset >> 9, errno);
        }
 
        return ret;
 }
 
 /**
- * zbd_zone_idx - convert an offset into a zone number
- * @f: file pointer.
- * @offset: offset in bytes. If this offset is in the first zone_size bytes
- *         past the disk size then the index of the sentinel is returned.
+ * __zbd_reset_zone - reset the write pointer of a single zone
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file associated with the disk for which to reset a write pointer.
+ * @z: Zone to reset.
+ *
+ * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
+ *
+ * The caller must hold z->mutex.
  */
-static uint32_t zbd_zone_idx(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
+static int __zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                           struct fio_zone_info *z)
 {
-       uint32_t zone_idx;
+       uint64_t offset = z->start;
+       uint64_t length = (z+1)->start - offset;
+       uint64_t data_in_zone = z->wp - z->start;
+       int ret = 0;
 
-       if (f->zbd_info->zone_size_log2 > 0)
-               zone_idx = offset >> f->zbd_info->zone_size_log2;
-       else
-               zone_idx = offset / f->zbd_info->zone_size;
+       if (!data_in_zone)
+               return 0;
 
-       return min(zone_idx, f->zbd_info->nr_zones);
+       assert(is_valid_offset(f, offset + length - 1));
+
+       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting wp of zone %u.\n",
+              f->file_name, zbd_zone_idx(f, z));
+
+       switch (f->zbd_info->model) {
+       case ZBD_HOST_AWARE:
+       case ZBD_HOST_MANAGED:
+               ret = zbd_reset_wp(td, f, offset, length);
+               if (ret < 0)
+                       return ret;
+               break;
+       default:
+               break;
+       }
+
+       if (accounting_vdb(td, f)) {
+               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+               f->zbd_info->wp_valid_data_bytes -= data_in_zone;
+               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+       }
+
+       z->wp = z->start;
+
+       td->ts.nr_zone_resets++;
+
+       return ret;
 }
 
 /**
- * zbd_zone_end - Return zone end location
- * @z: zone info pointer.
+ * zbd_write_zone_put - Remove a zone from the write target zones array.
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file that has the write zones array to remove.
+ * @zone_idx: Index of the zone to remove.
+ *
+ * The caller must hold f->zbd_info->mutex.
  */
-static inline uint64_t zbd_zone_end(const struct fio_zone_info *z)
+static void zbd_write_zone_put(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
+                              struct fio_zone_info *z)
 {
-       return (z+1)->start;
+       uint32_t zi;
+
+       if (!z->write)
+               return;
+
+       for (zi = 0; zi < f->zbd_info->num_write_zones; zi++) {
+               if (zbd_get_zone(f, f->zbd_info->write_zones[zi]) == z)
+                       break;
+       }
+       if (zi == f->zbd_info->num_write_zones)
+               return;
+
+       dprint(FD_ZBD, "%s: removing zone %u from write zone array\n",
+              f->file_name, zbd_zone_idx(f, z));
+
+       memmove(f->zbd_info->write_zones + zi,
+               f->zbd_info->write_zones + zi + 1,
+               (ZBD_MAX_WRITE_ZONES - (zi + 1)) *
+               sizeof(f->zbd_info->write_zones[0]));
+
+       f->zbd_info->num_write_zones--;
+       td->num_write_zones--;
+       z->write = 0;
 }
 
 /**
- * zbd_zone_capacity_end - Return zone capacity limit end location
- * @z: zone info pointer.
+ * zbd_reset_zone - reset the write pointer of a single zone and remove the zone
+ *                  from the array of write zones.
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file associated with the disk for which to reset a write pointer.
+ * @z: Zone to reset.
+ *
+ * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
+ *
+ * The caller must hold z->mutex.
  */
-static inline uint64_t zbd_zone_capacity_end(const struct fio_zone_info *z)
+static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                         struct fio_zone_info *z)
 {
-       return z->start + z->capacity;
+       int ret;
+
+       ret = __zbd_reset_zone(td, f, z);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+       zbd_write_zone_put(td, f, z);
+       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+       return 0;
 }
 
 /**
- * zbd_zone_full - verify whether a minimum number of bytes remain in a zone
- * @f: file pointer.
- * @z: zone info pointer.
- * @required: minimum number of bytes that must remain in a zone.
+ * zbd_finish_zone - finish the specified zone
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file for which to finish a zone
+ * @z: Zone to finish.
  *
- * The caller must hold z->mutex.
+ * Finish the zone at @offset with open or close status.
  */
-static bool zbd_zone_full(const struct fio_file *f, struct fio_zone_info *z,
-                         uint64_t required)
+static int zbd_finish_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                          struct fio_zone_info *z)
 {
-       assert((required & 511) == 0);
+       uint64_t offset = z->start;
+       uint64_t length = f->zbd_info->zone_size;
+       int ret = 0;
+
+       switch (f->zbd_info->model) {
+       case ZBD_HOST_AWARE:
+       case ZBD_HOST_MANAGED:
+               if (td->io_ops && td->io_ops->finish_zone)
+                       ret = td->io_ops->finish_zone(td, f, offset, length);
+               else
+                       ret = blkzoned_finish_zone(td, f, offset, length);
+               break;
+       default:
+               break;
+       }
 
-       return z->has_wp &&
-               z->wp + required > zbd_zone_capacity_end(z);
+       if (ret < 0) {
+               td_verror(td, errno, "finish zone failed");
+               log_err("%s: finish zone at sector %"PRIu64" failed (%d).\n",
+                       f->file_name, offset >> 9, errno);
+       } else {
+               z->wp = (z+1)->start;
+       }
+
+       return ret;
 }
 
-static void zone_lock(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                     struct fio_zone_info *z)
+/**
+ * zbd_reset_zones - Reset a range of zones.
+ * @td: fio thread data.
+ * @f: fio file for which to reset zones
+ * @zb: first zone to reset.
+ * @ze: first zone not to reset.
+ *
+ * Returns 0 upon success and 1 upon failure.
+ */
+static int zbd_reset_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                          struct fio_zone_info *const zb,
+                          struct fio_zone_info *const ze)
 {
-       struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
-       uint32_t nz = z - zbd->zone_info;
+       struct fio_zone_info *z;
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
+       int res = 0;
 
-       /* A thread should never lock zones outside its working area. */
-       assert(f->min_zone <= nz && nz < f->max_zone);
+       if (fio_unlikely(0 == min_bs))
+               return 1;
 
-       assert(z->has_wp);
+       dprint(FD_ZBD, "%s: examining zones %u .. %u\n",
+              f->file_name, zbd_zone_idx(f, zb), zbd_zone_idx(f, ze));
+
+       for (z = zb; z < ze; z++) {
+               if (!z->has_wp)
+                       continue;
+
+               zone_lock(td, f, z);
+
+               if (z->wp != z->start) {
+                       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting zone %u\n",
+                              f->file_name, zbd_zone_idx(f, z));
+                       if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0)
+                               res = 1;
+               }
+
+               zone_unlock(z);
+       }
+
+       return res;
+}
+
+/**
+ * zbd_get_max_open_zones - Get the maximum number of open zones
+ * @td: FIO thread data
+ * @f: FIO file for which to get max open zones
+ * @max_open_zones: Upon success, result will be stored here.
+ *
+ * A @max_open_zones value set to zero means no limit.
+ *
+ * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
+ */
+static int zbd_get_max_open_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                                 unsigned int *max_open_zones)
+{
+       int ret;
+
+       if (td->io_ops && td->io_ops->get_max_open_zones)
+               ret = td->io_ops->get_max_open_zones(td, f, max_open_zones);
+       else
+               ret = blkzoned_get_max_open_zones(td, f, max_open_zones);
+       if (ret < 0) {
+               td_verror(td, errno, "get max open zones failed");
+               log_err("%s: get max open zones failed (%d).\n",
+                       f->file_name, errno);
+       }
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * zbd_get_max_active_zones - Get the maximum number of active zones
+ * @td: FIO thread data
+ * @f: FIO file for which to get max active zones
+ *
+ * Returns max_active_zones limit value of the target file if it is available.
+ * Otherwise return zero, which means no limit.
+ */
+static unsigned int zbd_get_max_active_zones(struct thread_data *td,
+                                            struct fio_file *f)
+{
+       unsigned int max_active_zones;
+       int ret;
+
+       if (td->io_ops && td->io_ops->get_max_active_zones)
+               ret = td->io_ops->get_max_active_zones(td, f,
+                                                      &max_active_zones);
+       else
+               ret = blkzoned_get_max_active_zones(td, f, &max_active_zones);
+       if (ret < 0) {
+               dprint(FD_ZBD, "%s: max_active_zones is not available\n",
+                      f->file_name);
+               return 0;
+       }
+
+       return max_active_zones;
+}
+
+/**
+ * __zbd_write_zone_get - Add a zone to the array of write zones.
+ * @td: fio thread data.
+ * @f: fio file that has the write zones array to add.
+ * @zone_idx: Index of the zone to add.
+ *
+ * Do same operation as @zbd_write_zone_get, except it adds the zone at
+ * @zone_idx to write target zones array even when it does not have remainder
+ * space to write one block.
+ */
+static bool __zbd_write_zone_get(struct thread_data *td,
+                                const struct fio_file *f,
+                                struct fio_zone_info *z)
+{
+       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
+       uint32_t zone_idx = zbd_zone_idx(f, z);
+       bool res = true;
+
+       if (z->cond == ZBD_ZONE_COND_OFFLINE)
+               return false;
 
        /*
-        * Lock the io_u target zone. The zone will be unlocked if io_u offset
-        * is changed or when io_u completes and zbd_put_io() executed.
-        * To avoid multiple jobs doing asynchronous I/Os from deadlocking each
-        * other waiting for zone locks when building an io_u batch, first
-        * only trylock the zone. If the zone is already locked by another job,
-        * process the currently queued I/Os so that I/O progress is made and
-        * zones unlocked.
+        * Skip full zones with data verification enabled because resetting a
+        * zone causes data loss and hence causes verification to fail.
         */
-       if (pthread_mutex_trylock(&z->mutex) != 0) {
-               if (!td_ioengine_flagged(td, FIO_SYNCIO))
-                       io_u_quiesce(td);
-               pthread_mutex_lock(&z->mutex);
+       if (td->o.verify != VERIFY_NONE && zbd_zone_remainder(z) == 0)
+               return false;
+
+       /*
+        * zbdi->max_write_zones == 0 means that there is no limit on the
+        * maximum number of write target zones. In this case, do no track write
+        * target zones in zbdi->write_zones array.
+        */
+       if (!zbdi->max_write_zones)
+               return true;
+
+       pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
+
+       if (z->write) {
+               /*
+                * If the zone is going to be completely filled by writes
+                * already in-flight, handle it as a full zone instead of a
+                * write target zone.
+                */
+               if (!zbd_zone_remainder(z))
+                       res = false;
+               goto out;
        }
-}
 
-static inline void zone_unlock(struct fio_zone_info *z)
-{
-       int ret;
+       res = false;
+       /* Zero means no limit */
+       if (td->o.job_max_open_zones > 0 &&
+           td->num_write_zones >= td->o.job_max_open_zones)
+               goto out;
+       if (zbdi->num_write_zones >= zbdi->max_write_zones)
+               goto out;
+
+       dprint(FD_ZBD, "%s: adding zone %u to write zone array\n",
+              f->file_name, zone_idx);
 
-       assert(z->has_wp);
-       ret = pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
-       assert(!ret);
-}
+       zbdi->write_zones[zbdi->num_write_zones++] = zone_idx;
+       td->num_write_zones++;
+       z->write = 1;
+       res = true;
 
-static bool is_valid_offset(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
-{
-       return (uint64_t)(offset - f->file_offset) < f->io_size;
+out:
+       pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+       return res;
 }
 
-static inline struct fio_zone_info *get_zone(const struct fio_file *f,
-                                            unsigned int zone_nr)
+/**
+ * zbd_write_zone_get - Add a zone to the array of write zones.
+ * @td: fio thread data.
+ * @f: fio file that has the open zones to add.
+ * @zone_idx: Index of the zone to add.
+ *
+ * Add a ZBD zone to write target zones array, if it is not yet added. Returns
+ * true if either the zone was already added or if the zone was successfully
+ * added to the array without exceeding the maximum number of write zones.
+ * Returns false if the zone was not already added and addition of the zone
+ * would cause the zone limit to be exceeded.
+ */
+static bool zbd_write_zone_get(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
+                              struct fio_zone_info *z)
 {
-       return &f->zbd_info->zone_info[zone_nr];
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
+
+       /*
+        * Skip full zones with data verification enabled because resetting a
+        * zone causes data loss and hence causes verification to fail.
+        */
+       if (td->o.verify != VERIFY_NONE && zbd_zone_full(f, z, min_bs))
+               return false;
+
+       return __zbd_write_zone_get(td, f, z);
 }
 
-/* Verify whether direct I/O is used for all host-managed zoned drives. */
+/* Verify whether direct I/O is used for all host-managed zoned block drives. */
 static bool zbd_using_direct_io(void)
 {
-       struct thread_data *td;
        struct fio_file *f;
-       int i, j;
+       int j;
 
-       for_each_td(td, i) {
+       for_each_td(td) {
                if (td->o.odirect || !(td->o.td_ddir & TD_DDIR_WRITE))
                        continue;
                for_each_file(td, f, j) {
-                       if (f->zbd_info &&
+                       if (f->zbd_info && f->filetype == FIO_TYPE_BLOCK &&
                            f->zbd_info->model == ZBD_HOST_MANAGED)
                                return false;
                }
-       }
+       } end_for_each();
 
        return true;
 }
 
 /* Whether or not the I/O range for f includes one or more sequential zones */
-static bool zbd_is_seq_job(struct fio_file *f)
+static bool zbd_is_seq_job(const struct fio_file *f)
 {
        uint32_t zone_idx, zone_idx_b, zone_idx_e;
 
        assert(f->zbd_info);
+
        if (f->io_size == 0)
                return false;
-       zone_idx_b = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-       zone_idx_e = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size - 1);
+
+       zone_idx_b = zbd_offset_to_zone_idx(f, f->file_offset);
+       zone_idx_e =
+               zbd_offset_to_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size - 1);
        for (zone_idx = zone_idx_b; zone_idx <= zone_idx_e; zone_idx++)
-               if (get_zone(f, zone_idx)->has_wp)
+               if (zbd_get_zone(f, zone_idx)->has_wp)
                        return true;
 
        return false;
 }
 
 /*
- * Verify whether offset and size parameters are aligned with zone boundaries.
+ * Verify whether the file offset and size parameters are aligned with zone
+ * boundaries. If the file offset is not aligned, align it down to the start of
+ * the zone containing the start offset and align up the file io_size parameter.
  */
-static bool zbd_verify_sizes(void)
+static bool zbd_zone_align_file_sizes(struct thread_data *td,
+                                     struct fio_file *f)
 {
        const struct fio_zone_info *z;
-       struct thread_data *td;
-       struct fio_file *f;
        uint64_t new_offset, new_end;
-       uint32_t zone_idx;
-       int i, j;
 
-       for_each_td(td, i) {
-               for_each_file(td, f, j) {
-                       if (!f->zbd_info)
-                               continue;
-                       if (f->file_offset >= f->real_file_size)
-                               continue;
-                       if (!zbd_is_seq_job(f))
-                               continue;
+       if (!f->zbd_info)
+               return true;
+       if (f->file_offset >= f->real_file_size)
+               return true;
+       if (!zbd_is_seq_job(f))
+               return true;
 
-                       if (!td->o.zone_size) {
-                               td->o.zone_size = f->zbd_info->zone_size;
-                               if (!td->o.zone_size) {
-                                       log_err("%s: invalid 0 zone size\n",
-                                               f->file_name);
-                                       return false;
-                               }
-                       } else if (td->o.zone_size != f->zbd_info->zone_size) {
-                               log_err("%s: job parameter zonesize %llu does not match disk zone size %llu.\n",
-                                       f->file_name, (unsigned long long) td->o.zone_size,
-                                       (unsigned long long) f->zbd_info->zone_size);
-                               return false;
-                       }
+       if (!td->o.zone_size) {
+               td->o.zone_size = f->zbd_info->zone_size;
+               if (!td->o.zone_size) {
+                       log_err("%s: invalid 0 zone size\n",
+                               f->file_name);
+                       return false;
+               }
+       } else if (td->o.zone_size != f->zbd_info->zone_size) {
+               log_err("%s: zonesize %llu does not match the device zone size %"PRIu64".\n",
+                       f->file_name, td->o.zone_size,
+                       f->zbd_info->zone_size);
+               return false;
+       }
 
-                       if (td->o.zone_skip % td->o.zone_size) {
-                               log_err("%s: zoneskip %llu is not a multiple of the device zone size %llu.\n",
-                                       f->file_name, (unsigned long long) td->o.zone_skip,
-                                       (unsigned long long) td->o.zone_size);
-                               return false;
-                       }
+       if (td->o.zone_skip % td->o.zone_size) {
+               log_err("%s: zoneskip %llu is not a multiple of the device zone size %llu.\n",
+                       f->file_name, td->o.zone_skip,
+                       td->o.zone_size);
+               return false;
+       }
 
-                       zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-                       z = get_zone(f, zone_idx);
-                       if ((f->file_offset != z->start) &&
-                           (td->o.td_ddir != TD_DDIR_READ)) {
-                               new_offset = zbd_zone_end(z);
-                               if (new_offset >= f->file_offset + f->io_size) {
-                                       log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
-                                                f->file_name);
-                                       return false;
-                               }
-                               log_info("%s: rounded up offset from %llu to %llu\n",
-                                        f->file_name, (unsigned long long) f->file_offset,
-                                        (unsigned long long) new_offset);
-                               f->io_size -= (new_offset - f->file_offset);
-                               f->file_offset = new_offset;
-                       }
-                       zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
-                       z = get_zone(f, zone_idx);
-                       new_end = z->start;
-                       if ((td->o.td_ddir != TD_DDIR_READ) &&
-                           (f->file_offset + f->io_size != new_end)) {
-                               if (new_end <= f->file_offset) {
-                                       log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
-                                                f->file_name);
-                                       return false;
-                               }
-                               log_info("%s: rounded down io_size from %llu to %llu\n",
-                                        f->file_name, (unsigned long long) f->io_size,
-                                        (unsigned long long) new_end - f->file_offset);
-                               f->io_size = new_end - f->file_offset;
-                       }
+       if (td->o.td_ddir == TD_DDIR_READ) {
+               z = zbd_offset_to_zone(f, f->file_offset + f->io_size);
+               new_end = z->start;
+               if (f->file_offset + f->io_size > new_end) {
+                       log_info("%s: rounded io_size from %"PRIu64" to %"PRIu64"\n",
+                                f->file_name, f->io_size,
+                                new_end - f->file_offset);
+                       f->io_size = new_end - f->file_offset;
                }
+               return true;
+       }
+
+       z = zbd_offset_to_zone(f, f->file_offset);
+       if (f->file_offset != z->start) {
+               new_offset = zbd_zone_end(z);
+               if (new_offset >= f->file_offset + f->io_size) {
+                       log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
+                                f->file_name);
+                       return false;
+               }
+               log_info("%s: rounded up offset from %"PRIu64" to %"PRIu64"\n",
+                        f->file_name, f->file_offset,
+                        new_offset);
+               f->io_size -= (new_offset - f->file_offset);
+               f->file_offset = new_offset;
+       }
+
+       z = zbd_offset_to_zone(f, f->file_offset + f->io_size);
+       new_end = z->start;
+       if (f->file_offset + f->io_size != new_end) {
+               if (new_end <= f->file_offset) {
+                       log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
+                                f->file_name);
+                       return false;
+               }
+               log_info("%s: rounded down io_size from %"PRIu64" to %"PRIu64"\n",
+                        f->file_name, f->io_size,
+                        new_end - f->file_offset);
+               f->io_size = new_end - f->file_offset;
        }
 
        return true;
 }
 
-static bool zbd_verify_bs(void)
+/*
+ * Verify whether offset and size parameters are aligned with zone boundaries.
+ */
+static bool zbd_verify_sizes(void)
 {
-       struct thread_data *td;
        struct fio_file *f;
-       int i, j, k;
+       int j;
+
+       for_each_td(td) {
+               for_each_file(td, f, j) {
+                       if (!zbd_zone_align_file_sizes(td, f))
+                               return false;
+               }
+       } end_for_each();
 
-       for_each_td(td, i) {
+       return true;
+}
+
+static bool zbd_verify_bs(void)
+{
+       struct fio_file *f;
+       int j;
+
+       for_each_td(td) {
+               if (td_trim(td) &&
+                   (td->o.min_bs[DDIR_TRIM] != td->o.max_bs[DDIR_TRIM] ||
+                    td->o.bssplit_nr[DDIR_TRIM])) {
+                       log_info("bsrange and bssplit are not allowed for trim with zonemode=zbd\n");
+                       return false;
+               }
                for_each_file(td, f, j) {
                        uint64_t zone_size;
 
                        if (!f->zbd_info)
                                continue;
+
                        zone_size = f->zbd_info->zone_size;
-                       for (k = 0; k < FIO_ARRAY_SIZE(td->o.bs); k++) {
-                               if (td->o.verify != VERIFY_NONE &&
-                                   zone_size % td->o.bs[k] != 0) {
-                                       log_info("%s: block size %llu is not a divisor of the zone size %llu\n",
-                                                f->file_name, td->o.bs[k],
-                                                (unsigned long long)zone_size);
-                                       return false;
-                               }
+                       if (td_trim(td) && td->o.bs[DDIR_TRIM] != zone_size) {
+                               log_info("%s: trim block size %llu is not the zone size %"PRIu64"\n",
+                                        f->file_name, td->o.bs[DDIR_TRIM],
+                                        zone_size);
+                               return false;
                        }
                }
-       }
+       } end_for_each();
        return true;
 }
 
@@ -381,7 +790,7 @@ static int init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        int i;
 
        if (zone_size == 0) {
-               log_err("%s: Specifying the zone size is mandatory for regular block devices with --zonemode=zbd\n\n",
+               log_err("%s: Specifying the zone size is mandatory for regular file/block device with --zonemode=zbd\n\n",
                        f->file_name);
                return 1;
        }
@@ -397,11 +806,16 @@ static int init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 
        if (zone_capacity > zone_size) {
                log_err("%s: job parameter zonecapacity %llu is larger than zone size %llu\n",
-                       f->file_name, (unsigned long long) td->o.zone_capacity,
-                       (unsigned long long) td->o.zone_size);
+                       f->file_name, td->o.zone_capacity, td->o.zone_size);
                return 1;
        }
 
+       if (f->real_file_size < zone_size) {
+               log_err("%s: file/device size %"PRIu64" is smaller than zone size %"PRIu64"\n",
+                       f->file_name, f->real_file_size, zone_size);
+               return -EINVAL;
+       }
+
        nr_zones = (f->real_file_size + zone_size - 1) / zone_size;
        zbd_info = scalloc(1, sizeof(*zbd_info) +
                           (nr_zones + 1) * sizeof(zbd_info->zone_info[0]));
@@ -446,7 +860,8 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        int nr_zones, nrz;
        struct zbd_zone *zones, *z;
        struct fio_zone_info *p;
-       uint64_t zone_size, offset;
+       uint64_t zone_size, offset, capacity;
+       bool same_zone_cap = true;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = NULL;
        int i, j, ret = -ENOMEM;
 
@@ -463,20 +878,20 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        }
 
        zone_size = zones[0].len;
+       capacity = zones[0].capacity;
        nr_zones = (f->real_file_size + zone_size - 1) / zone_size;
 
        if (td->o.zone_size == 0) {
                td->o.zone_size = zone_size;
        } else if (td->o.zone_size != zone_size) {
-               log_err("fio: %s job parameter zonesize %llu does not match disk zone size %llu.\n",
-                       f->file_name, (unsigned long long) td->o.zone_size,
-                       (unsigned long long) zone_size);
+               log_err("fio: %s job parameter zonesize %llu does not match disk zone size %"PRIu64".\n",
+                       f->file_name, td->o.zone_size, zone_size);
                ret = -EINVAL;
                goto out;
        }
 
-       dprint(FD_ZBD, "Device %s has %d zones of size %llu KB\n", f->file_name,
-              nr_zones, (unsigned long long) zone_size / 1024);
+       dprint(FD_ZBD, "Device %s has %d zones of size %"PRIu64" KB\n",
+              f->file_name, nr_zones, zone_size / 1024);
 
        zbd_info = scalloc(1, sizeof(*zbd_info) +
                           (nr_zones + 1) * sizeof(zbd_info->zone_info[0]));
@@ -492,6 +907,9 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                                                     PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
                        p->start = z->start;
                        p->capacity = z->capacity;
+                       if (capacity != z->capacity)
+                               same_zone_cap = false;
+
                        switch (z->cond) {
                        case ZBD_ZONE_COND_NOT_WP:
                        case ZBD_ZONE_COND_FULL:
@@ -515,8 +933,9 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                        p->cond = z->cond;
 
                        if (j > 0 && p->start != p[-1].start + zone_size) {
-                               log_info("%s: invalid zone data\n",
-                                        f->file_name);
+                               log_info("%s: invalid zone data [%d:%d]: %"PRIu64" + %"PRIu64" != %"PRIu64"\n",
+                                        f->file_name, j, i,
+                                        p[-1].start, zone_size, p->start);
                                ret = -EINVAL;
                                goto out;
                        }
@@ -525,14 +944,14 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                offset = z->start + z->len;
                if (j >= nr_zones)
                        break;
+
                nrz = zbd_report_zones(td, f, offset, zones,
                                       min((uint32_t)(nr_zones - j),
                                           ZBD_REPORT_MAX_ZONES));
                if (nrz < 0) {
                        ret = nrz;
-                       log_info("fio: report zones (offset %llu) failed for %s (%d).\n",
-                                (unsigned long long)offset,
-                                f->file_name, -ret);
+                       log_info("fio: report zones (offset %"PRIu64") failed for %s (%d).\n",
+                                offset, f->file_name, -ret);
                        goto out;
                }
        }
@@ -545,6 +964,12 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        f->zbd_info->zone_size_log2 = is_power_of_2(zone_size) ?
                ilog2(zone_size) : 0;
        f->zbd_info->nr_zones = nr_zones;
+       f->zbd_info->max_active_zones = zbd_get_max_active_zones(td, f);
+
+       if (same_zone_cap)
+               dprint(FD_ZBD, "Zone capacity = %"PRIu64" KB\n",
+                      capacity / 1024);
+
        zbd_info = NULL;
        ret = 0;
 
@@ -554,6 +979,56 @@ out:
        return ret;
 }
 
+static int zbd_set_max_write_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
+{
+       struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
+       unsigned int max_open_zones;
+       int ret;
+
+       if (zbd->model != ZBD_HOST_MANAGED || td->o.ignore_zone_limits) {
+               /* Only host-managed devices have a max open limit */
+               zbd->max_write_zones = td->o.max_open_zones;
+               goto out;
+       }
+
+       /* If host-managed, get the max open limit */
+       ret = zbd_get_max_open_zones(td, f, &max_open_zones);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       if (!max_open_zones) {
+               /* No device limit */
+               zbd->max_write_zones = td->o.max_open_zones;
+       } else if (!td->o.max_open_zones) {
+               /* No user limit. Set limit to device limit */
+               zbd->max_write_zones = max_open_zones;
+       } else if (td->o.max_open_zones <= max_open_zones) {
+               /* Both user limit and dev limit. User limit not too large */
+               zbd->max_write_zones = td->o.max_open_zones;
+       } else {
+               /* Both user limit and dev limit. User limit too large */
+               td_verror(td, EINVAL,
+                         "Specified --max_open_zones is too large");
+               log_err("Specified --max_open_zones (%d) is larger than max (%u)\n",
+                       td->o.max_open_zones, max_open_zones);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+out:
+       /* Ensure that the limit is not larger than FIO's internal limit */
+       if (zbd->max_write_zones > ZBD_MAX_WRITE_ZONES) {
+               td_verror(td, EINVAL, "'max_open_zones' value is too large");
+               log_err("'max_open_zones' value is larger than %u\n",
+                       ZBD_MAX_WRITE_ZONES);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       dprint(FD_ZBD, "%s: using max write zones limit: %"PRIu32"\n",
+              f->file_name, zbd->max_write_zones);
+
+       return 0;
+}
+
 /*
  * Allocate zone information and store it into f->zbd_info if zonemode=zbd.
  *
@@ -571,14 +1046,16 @@ static int zbd_create_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                return ret;
 
        switch (zbd_model) {
-       case ZBD_IGNORE:
-               return 0;
        case ZBD_HOST_AWARE:
        case ZBD_HOST_MANAGED:
                ret = parse_zone_info(td, f);
+               if (ret)
+                       return ret;
                break;
        case ZBD_NONE:
                ret = init_zone_info(td, f);
+               if (ret)
+                       return ret;
                break;
        default:
                td_verror(td, EINVAL, "Unsupported zoned model");
@@ -586,11 +1063,16 @@ static int zbd_create_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                return -EINVAL;
        }
 
-       if (ret == 0) {
-               f->zbd_info->model = zbd_model;
-               f->zbd_info->max_open_zones = td->o.max_open_zones;
+       assert(f->zbd_info);
+       f->zbd_info->model = zbd_model;
+
+       ret = zbd_set_max_write_zones(td, f);
+       if (ret) {
+               zbd_free_zone_info(f);
+               return ret;
        }
-       return ret;
+
+       return 0;
 }
 
 void zbd_free_zone_info(struct fio_file *f)
@@ -619,11 +1101,10 @@ void zbd_free_zone_info(struct fio_file *f)
  */
 static int zbd_init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *file)
 {
-       struct thread_data *td2;
        struct fio_file *f2;
-       int i, j, ret;
+       int j, ret;
 
-       for_each_td(td2, i) {
+       for_each_td(td2) {
                for_each_file(td2, f2, j) {
                        if (td2 == td && f2 == file)
                                continue;
@@ -634,19 +1115,15 @@ static int zbd_init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *file)
                        file->zbd_info->refcount++;
                        return 0;
                }
-       }
+       } end_for_each();
 
        ret = zbd_create_zone_info(td, file);
        if (ret < 0)
                td_verror(td, -ret, "zbd_create_zone_info() failed");
+
        return ret;
 }
 
-static bool zbd_open_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                         uint32_t zone_idx);
-static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                         struct fio_zone_info *z);
-
 int zbd_init_files(struct thread_data *td)
 {
        struct fio_file *f;
@@ -656,6 +1133,7 @@ int zbd_init_files(struct thread_data *td)
                if (zbd_init_zone_info(td, f))
                        return 1;
        }
+
        return 0;
 }
 
@@ -666,28 +1144,71 @@ void zbd_recalc_options_with_zone_granularity(struct thread_data *td)
 
        for_each_file(td, f, i) {
                struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
-               // zonemode=strided doesn't get per-file zone size.
-               uint64_t zone_size = zbd ? zbd->zone_size : td->o.zone_size;
+               uint64_t zone_size;
 
+               /* zonemode=strided doesn't get per-file zone size. */
+               zone_size = zbd ? zbd->zone_size : td->o.zone_size;
                if (zone_size == 0)
                        continue;
 
-               if (td->o.size_nz > 0) {
+               if (td->o.size_nz > 0)
                        td->o.size = td->o.size_nz * zone_size;
-               }
-               if (td->o.io_size_nz > 0) {
+               if (td->o.io_size_nz > 0)
                        td->o.io_size = td->o.io_size_nz * zone_size;
-               }
-               if (td->o.start_offset_nz > 0) {
+               if (td->o.start_offset_nz > 0)
                        td->o.start_offset = td->o.start_offset_nz * zone_size;
-               }
-               if (td->o.offset_increment_nz > 0) {
-                       td->o.offset_increment = td->o.offset_increment_nz * zone_size;
-               }
-               if (td->o.zone_skip_nz > 0) {
+               if (td->o.offset_increment_nz > 0)
+                       td->o.offset_increment =
+                               td->o.offset_increment_nz * zone_size;
+               if (td->o.zone_skip_nz > 0)
                        td->o.zone_skip = td->o.zone_skip_nz * zone_size;
+       }
+}
+
+static uint64_t zbd_verify_and_set_vdb(struct thread_data *td,
+                                      const struct fio_file *f)
+{
+       struct fio_zone_info *zb, *ze, *z;
+       uint64_t wp_vdb = 0;
+       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
+
+       assert(td->runstate < TD_RUNNING);
+       assert(zbdi);
+
+       if (!accounting_vdb(td, f))
+               return 0;
+
+       /*
+        * Ensure that the I/O range includes one or more sequential zones so
+        * that f->min_zone and f->max_zone have different values.
+        */
+       if (!zbd_is_seq_job(f))
+               return 0;
+
+       if (zbdi->write_min_zone != zbdi->write_max_zone) {
+               if (zbdi->write_min_zone != f->min_zone ||
+                   zbdi->write_max_zone != f->max_zone) {
+                       td_verror(td, EINVAL,
+                                 "multi-jobs with different write ranges are "
+                                 "not supported with zone_reset_threshold");
+                       log_err("multi-jobs with different write ranges are "
+                               "not supported with zone_reset_threshold\n");
                }
+               return 0;
        }
+
+       zbdi->write_min_zone = f->min_zone;
+       zbdi->write_max_zone = f->max_zone;
+
+       zb = zbd_get_zone(f, f->min_zone);
+       ze = zbd_get_zone(f, f->max_zone);
+       for (z = zb; z < ze; z++)
+               if (z->has_wp)
+                       wp_vdb += z->wp - z->start;
+
+       zbdi->wp_valid_data_bytes = wp_vdb;
+
+       return wp_vdb;
 }
 
 int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
@@ -706,16 +1227,27 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
        if (!zbd_verify_bs())
                return 1;
 
+       if (td->o.experimental_verify) {
+               log_err("zonemode=zbd does not support experimental verify\n");
+               return 1;
+       }
+
        for_each_file(td, f, i) {
                struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
                struct fio_zone_info *z;
                int zi;
+               uint64_t vdb;
 
-               if (!zbd)
-                       continue;
+               assert(zbd);
+
+               f->min_zone = zbd_offset_to_zone_idx(f, f->file_offset);
+               f->max_zone =
+                       zbd_offset_to_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
 
-               f->min_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-               f->max_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
+               vdb = zbd_verify_and_set_vdb(td, f);
+
+               dprint(FD_ZBD, "%s(%s): valid data bytes = %" PRIu64 "\n",
+                      __func__, f->file_name, vdb);
 
                /*
                 * When all zones in the I/O range are conventional, io_size
@@ -726,163 +1258,51 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
                if (zbd_is_seq_job(f))
                        assert(f->min_zone < f->max_zone);
 
-               zbd->max_open_zones = zbd->max_open_zones ?: ZBD_MAX_OPEN_ZONES;
-
-               if (td->o.max_open_zones > 0 &&
-                   zbd->max_open_zones != td->o.max_open_zones) {
-                       log_err("Different 'max_open_zones' values\n");
-                       return 1;
-               }
-               if (zbd->max_open_zones > ZBD_MAX_OPEN_ZONES) {
-                       log_err("'max_open_zones' value is limited by %u\n", ZBD_MAX_OPEN_ZONES);
-                       return 1;
-               }
-
-               for (zi = f->min_zone; zi < f->max_zone; zi++) {
-                       z = &zbd->zone_info[zi];
-                       if (z->cond != ZBD_ZONE_COND_IMP_OPEN &&
-                           z->cond != ZBD_ZONE_COND_EXP_OPEN)
-                               continue;
-                       if (zbd_open_zone(td, f, zi))
-                               continue;
-                       /*
-                        * If the number of open zones exceeds specified limits,
-                        * reset all extra open zones.
-                        */
-                       if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0) {
-                               log_err("Failed to reest zone %d\n", zi);
-                               return 1;
-                       }
-               }
-       }
-
-       return 0;
-}
-
-static inline unsigned int zbd_zone_nr(const struct fio_file *f,
-                                      struct fio_zone_info *zone)
-{
-       return zone - f->zbd_info->zone_info;
-}
-
-/**
- * zbd_reset_zone - reset the write pointer of a single zone
- * @td: FIO thread data.
- * @f: FIO file associated with the disk for which to reset a write pointer.
- * @z: Zone to reset.
- *
- * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
- *
- * The caller must hold z->mutex.
- */
-static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                         struct fio_zone_info *z)
-{
-       uint64_t offset = z->start;
-       uint64_t length = (z+1)->start - offset;
-       uint64_t data_in_zone = z->wp - z->start;
-       int ret = 0;
-
-       if (!data_in_zone)
-               return 0;
-
-       assert(is_valid_offset(f, offset + length - 1));
-
-       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting wp of zone %u.\n", f->file_name,
-               zbd_zone_nr(f, z));
-       switch (f->zbd_info->model) {
-       case ZBD_HOST_AWARE:
-       case ZBD_HOST_MANAGED:
-               ret = zbd_reset_wp(td, f, offset, length);
-               if (ret < 0)
-                       return ret;
-               break;
-       default:
-               break;
-       }
-
-       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-       f->zbd_info->sectors_with_data -= data_in_zone;
-       f->zbd_info->wp_sectors_with_data -= data_in_zone;
-       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-       z->wp = z->start;
-       z->verify_block = 0;
-
-       td->ts.nr_zone_resets++;
-
-       return ret;
-}
-
-/* The caller must hold f->zbd_info->mutex */
-static void zbd_close_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                          unsigned int zone_idx)
-{
-       uint32_t open_zone_idx = 0;
-
-       for (; open_zone_idx < f->zbd_info->num_open_zones; open_zone_idx++) {
-               if (f->zbd_info->open_zones[open_zone_idx] == zone_idx)
-                       break;
-       }
-       if (open_zone_idx == f->zbd_info->num_open_zones)
-               return;
-
-       dprint(FD_ZBD, "%s: closing zone %d\n", f->file_name, zone_idx);
-       memmove(f->zbd_info->open_zones + open_zone_idx,
-               f->zbd_info->open_zones + open_zone_idx + 1,
-               (ZBD_MAX_OPEN_ZONES - (open_zone_idx + 1)) *
-               sizeof(f->zbd_info->open_zones[0]));
-       f->zbd_info->num_open_zones--;
-       td->num_open_zones--;
-       get_zone(f, zone_idx)->open = 0;
-}
-
-/*
- * Reset a range of zones. Returns 0 upon success and 1 upon failure.
- * @td: fio thread data.
- * @f: fio file for which to reset zones
- * @zb: first zone to reset.
- * @ze: first zone not to reset.
- * @all_zones: whether to reset all zones or only those zones for which the
- *     write pointer is not a multiple of td->o.min_bs[DDIR_WRITE].
- */
-static int zbd_reset_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          struct fio_zone_info *const zb,
-                          struct fio_zone_info *const ze, bool all_zones)
-{
-       struct fio_zone_info *z;
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
-       bool reset_wp;
-       int res = 0;
-
-       assert(min_bs);
-
-       dprint(FD_ZBD, "%s: examining zones %u .. %u\n", f->file_name,
-               zbd_zone_nr(f, zb), zbd_zone_nr(f, ze));
-       for (z = zb; z < ze; z++) {
-               uint32_t nz = zbd_zone_nr(f, z);
-
-               if (!z->has_wp)
-                       continue;
-               zone_lock(td, f, z);
-               if (all_zones) {
-                       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-                       zbd_close_zone(td, f, nz);
-                       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-
-                       reset_wp = z->wp != z->start;
-               } else {
-                       reset_wp = z->wp % min_bs != 0;
+               if (td->o.max_open_zones > 0 &&
+                   zbd->max_write_zones != td->o.max_open_zones) {
+                       log_err("Different 'max_open_zones' values\n");
+                       return 1;
                }
-               if (reset_wp) {
-                       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting zone %u\n",
-                              f->file_name, zbd_zone_nr(f, z));
-                       if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0)
-                               res = 1;
+
+               /*
+                * The per job max open zones limit cannot be used without a
+                * global max open zones limit. (As the tracking of open zones
+                * is disabled when there is no global max open zones limit.)
+                */
+               if (td->o.job_max_open_zones && !zbd->max_write_zones) {
+                       log_err("'job_max_open_zones' cannot be used without a global open zones limit\n");
+                       return 1;
+               }
+
+               /*
+                * zbd->max_write_zones is the global limit shared for all jobs
+                * that target the same zoned block device. Force sync the per
+                * thread global limit with the actual global limit. (The real
+                * per thread/job limit is stored in td->o.job_max_open_zones).
+                */
+               td->o.max_open_zones = zbd->max_write_zones;
+
+               for (zi = f->min_zone; zi < f->max_zone; zi++) {
+                       z = &zbd->zone_info[zi];
+                       if (z->cond != ZBD_ZONE_COND_IMP_OPEN &&
+                           z->cond != ZBD_ZONE_COND_EXP_OPEN &&
+                           z->cond != ZBD_ZONE_COND_CLOSED)
+                               continue;
+                       if (!zbd->max_active_zones &&
+                           z->cond == ZBD_ZONE_COND_CLOSED)
+                               continue;
+                       if (__zbd_write_zone_get(td, f, z))
+                               continue;
+                       /*
+                        * If the number of open zones exceeds specified limits,
+                        * error out.
+                        */
+                       log_err("Number of open zones exceeds max_open_zones limit\n");
+                       return 1;
                }
-               zone_unlock(z);
        }
 
-       return res;
+       return 0;
 }
 
 /*
@@ -922,239 +1342,140 @@ static bool zbd_dec_and_reset_write_cnt(const struct thread_data *td,
        return write_cnt == 0;
 }
 
-enum swd_action {
-       CHECK_SWD,
-       SET_SWD,
-};
-
-/* Calculate the number of sectors with data (swd) and perform action 'a' */
-static uint64_t zbd_process_swd(struct thread_data *td,
-                               const struct fio_file *f, enum swd_action a)
-{
-       struct fio_zone_info *zb, *ze, *z;
-       uint64_t swd = 0;
-       uint64_t wp_swd = 0;
-
-       zb = get_zone(f, f->min_zone);
-       ze = get_zone(f, f->max_zone);
-       for (z = zb; z < ze; z++) {
-               if (z->has_wp) {
-                       zone_lock(td, f, z);
-                       wp_swd += z->wp - z->start;
-               }
-               swd += z->wp - z->start;
-       }
-       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-       switch (a) {
-       case CHECK_SWD:
-               assert(f->zbd_info->sectors_with_data == swd);
-               assert(f->zbd_info->wp_sectors_with_data == wp_swd);
-               break;
-       case SET_SWD:
-               f->zbd_info->sectors_with_data = swd;
-               f->zbd_info->wp_sectors_with_data = wp_swd;
-               break;
-       }
-       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-       for (z = zb; z < ze; z++)
-               if (z->has_wp)
-                       zone_unlock(z);
-
-       return swd;
-}
-
-/*
- * The swd check is useful for debugging but takes too much time to leave
- * it enabled all the time. Hence it is disabled by default.
- */
-static const bool enable_check_swd = false;
-
-/* Check whether the values of zbd_info.*sectors_with_data are correct. */
-static void zbd_check_swd(struct thread_data *td, const struct fio_file *f)
-{
-       if (!enable_check_swd)
-               return;
-
-       zbd_process_swd(td, f, CHECK_SWD);
-}
-
 void zbd_file_reset(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 {
        struct fio_zone_info *zb, *ze;
-       uint64_t swd;
+       bool verify_data_left = false;
 
        if (!f->zbd_info || !td_write(td))
                return;
 
-       zb = get_zone(f, f->min_zone);
-       ze = get_zone(f, f->max_zone);
-       swd = zbd_process_swd(td, f, SET_SWD);
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): swd = %" PRIu64 "\n", __func__, f->file_name,
-              swd);
+       zb = zbd_get_zone(f, f->min_zone);
+       ze = zbd_get_zone(f, f->max_zone);
+
        /*
         * If data verification is enabled reset the affected zones before
         * writing any data to avoid that a zone reset has to be issued while
         * writing data, which causes data loss.
         */
-       zbd_reset_zones(td, f, zb, ze, td->o.verify != VERIFY_NONE &&
-                       td->runstate != TD_VERIFYING);
+       if (td->o.verify != VERIFY_NONE) {
+               verify_data_left = td->runstate == TD_VERIFYING ||
+                       td->io_hist_len || td->verify_batch;
+               if (td->io_hist_len && td->o.verify_backlog)
+                       verify_data_left =
+                               td->io_hist_len % td->o.verify_backlog;
+               if (!verify_data_left)
+                       zbd_reset_zones(td, f, zb, ze);
+       }
+
        zbd_reset_write_cnt(td, f);
 }
 
-/* The caller must hold f->zbd_info->mutex. */
-static bool is_zone_open(const struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                        unsigned int zone_idx)
+/* Return random zone index for one of the write target zones. */
+static uint32_t pick_random_zone_idx(const struct fio_file *f,
+                                    const struct io_u *io_u)
 {
-       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
-       int i;
-
-       assert(td->o.job_max_open_zones == 0 || td->num_open_zones <= td->o.job_max_open_zones);
-       assert(td->o.job_max_open_zones <= zbdi->max_open_zones);
-       assert(zbdi->num_open_zones <= zbdi->max_open_zones);
-
-       for (i = 0; i < zbdi->num_open_zones; i++)
-               if (zbdi->open_zones[i] == zone_idx)
-                       return true;
-
-       return false;
+       return (io_u->offset - f->file_offset) *
+               f->zbd_info->num_write_zones / f->io_size;
 }
 
-/*
- * Open a ZBD zone if it was not yet open. Returns true if either the zone was
- * already open or if opening a new zone is allowed. Returns false if the zone
- * was not yet open and opening a new zone would cause the zone limit to be
- * exceeded.
- */
-static bool zbd_open_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                         uint32_t zone_idx)
+static bool any_io_in_flight(void)
 {
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
-       struct fio_zone_info *z = get_zone(f, zone_idx);
-       bool res = true;
-
-       if (z->cond == ZBD_ZONE_COND_OFFLINE)
-               return false;
-
-       /*
-        * Skip full zones with data verification enabled because resetting a
-        * zone causes data loss and hence causes verification to fail.
-        */
-       if (td->o.verify != VERIFY_NONE && zbd_zone_full(f, z, min_bs))
-               return false;
-
-       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-       if (is_zone_open(td, f, zone_idx)) {
-               /*
-                * If the zone is already open and going to be full by writes
-                * in-flight, handle it as a full zone instead of an open zone.
-                */
-               if (z->wp >= zbd_zone_capacity_end(z))
-                       res = false;
-               goto out;
-       }
-       res = false;
-       /* Zero means no limit */
-       if (td->o.job_max_open_zones > 0 &&
-           td->num_open_zones >= td->o.job_max_open_zones)
-               goto out;
-       if (f->zbd_info->num_open_zones >= f->zbd_info->max_open_zones)
-               goto out;
-       dprint(FD_ZBD, "%s: opening zone %d\n", f->file_name, zone_idx);
-       f->zbd_info->open_zones[f->zbd_info->num_open_zones++] = zone_idx;
-       td->num_open_zones++;
-       z->open = 1;
-       res = true;
-
-out:
-       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-       return res;
-}
+       for_each_td(td) {
+               if (td->io_u_in_flight)
+                       return true;
+       } end_for_each();
 
-/* Anything goes as long as it is not a constant. */
-static uint32_t pick_random_zone_idx(const struct fio_file *f,
-                                    const struct io_u *io_u)
-{
-       return io_u->offset * f->zbd_info->num_open_zones / f->real_file_size;
+       return false;
 }
 
 /*
- * Modify the offset of an I/O unit that does not refer to an open zone such
- * that it refers to an open zone. Close an open zone and open a new zone if
- * necessary. The open zone is searched across sequential zones.
+ * Modify the offset of an I/O unit that does not refer to a zone such that
+ * in write target zones array. Add a zone to or remove a zone from the lsit if
+ * necessary. The write target zone is searched across sequential zones.
  * This algorithm can only work correctly if all write pointers are
  * a multiple of the fio block size. The caller must neither hold z->mutex
  * nor f->zbd_info->mutex. Returns with z->mutex held upon success.
  */
-static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
-                                                     struct io_u *io_u)
+static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_write_zone(struct thread_data *td,
+                                                      struct io_u *io_u)
 {
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
        struct fio_file *f = io_u->file;
+       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
        struct fio_zone_info *z;
-       unsigned int open_zone_idx = -1;
+       unsigned int write_zone_idx = -1;
        uint32_t zone_idx, new_zone_idx;
        int i;
-       bool wait_zone_close;
+       bool wait_zone_write;
+       bool in_flight;
+       bool should_retry = true;
 
        assert(is_valid_offset(f, io_u->offset));
 
-       if (td->o.max_open_zones || td->o.job_max_open_zones) {
+       if (zbdi->max_write_zones || td->o.job_max_open_zones) {
                /*
-                * This statement accesses f->zbd_info->open_zones[] on purpose
+                * This statement accesses zbdi->write_zones[] on purpose
                 * without locking.
                 */
-               zone_idx = f->zbd_info->open_zones[pick_random_zone_idx(f, io_u)];
+               zone_idx = zbdi->write_zones[pick_random_zone_idx(f, io_u)];
        } else {
-               zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
+               zone_idx = zbd_offset_to_zone_idx(f, io_u->offset);
        }
        if (zone_idx < f->min_zone)
                zone_idx = f->min_zone;
        else if (zone_idx >= f->max_zone)
                zone_idx = f->max_zone - 1;
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): starting from zone %d (offset %lld, buflen %lld)\n",
+
+       dprint(FD_ZBD,
+              "%s(%s): starting from zone %d (offset %lld, buflen %lld)\n",
               __func__, f->file_name, zone_idx, io_u->offset, io_u->buflen);
 
        /*
-        * Since z->mutex is the outer lock and f->zbd_info->mutex the inner
+        * Since z->mutex is the outer lock and zbdi->mutex the inner
         * lock it can happen that the state of the zone with index zone_idx
-        * has changed after 'z' has been assigned and before f->zbd_info->mutex
+        * has changed after 'z' has been assigned and before zbdi->mutex
         * has been obtained. Hence the loop.
         */
        for (;;) {
                uint32_t tmp_idx;
 
-               z = get_zone(f, zone_idx);
+               z = zbd_get_zone(f, zone_idx);
                if (z->has_wp)
                        zone_lock(td, f, z);
-               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+
+               pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
+
                if (z->has_wp) {
                        if (z->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE &&
-                           td->o.max_open_zones == 0 && td->o.job_max_open_zones == 0)
+                           zbdi->max_write_zones == 0 &&
+                           td->o.job_max_open_zones == 0)
                                goto examine_zone;
-                       if (f->zbd_info->num_open_zones == 0) {
-                               dprint(FD_ZBD, "%s(%s): no zones are open\n",
+                       if (zbdi->num_write_zones == 0) {
+                               dprint(FD_ZBD, "%s(%s): no zone is write target\n",
                                       __func__, f->file_name);
-                               goto open_other_zone;
+                               goto choose_other_zone;
                        }
                }
 
                /*
-                * List of opened zones is per-device, shared across all threads.
-                * Start with quasi-random candidate zone.
-                * Ignore zones which don't belong to thread's offset/size area.
+                * Array of write target zones is per-device, shared across all
+                * threads. Start with quasi-random candidate zone. Ignore
+                * zones which don't belong to thread's offset/size area.
                 */
-               open_zone_idx = pick_random_zone_idx(f, io_u);
-               assert(!open_zone_idx ||
-                      open_zone_idx < f->zbd_info->num_open_zones);
-               tmp_idx = open_zone_idx;
-               for (i = 0; i < f->zbd_info->num_open_zones; i++) {
+               write_zone_idx = pick_random_zone_idx(f, io_u);
+               assert(!write_zone_idx ||
+                      write_zone_idx < zbdi->num_write_zones);
+               tmp_idx = write_zone_idx;
+
+               for (i = 0; i < zbdi->num_write_zones; i++) {
                        uint32_t tmpz;
 
-                       if (tmp_idx >= f->zbd_info->num_open_zones)
+                       if (tmp_idx >= zbdi->num_write_zones)
                                tmp_idx = 0;
-                       tmpz = f->zbd_info->open_zones[tmp_idx];
+                       tmpz = zbdi->write_zones[tmp_idx];
                        if (f->min_zone <= tmpz && tmpz < f->max_zone) {
-                               open_zone_idx = tmp_idx;
+                               write_zone_idx = tmp_idx;
                                goto found_candidate_zone;
                        }
 
@@ -1163,54 +1484,61 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
 
                dprint(FD_ZBD, "%s(%s): no candidate zone\n",
                        __func__, f->file_name);
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+
                if (z->has_wp)
                        zone_unlock(z);
+
                return NULL;
 
 found_candidate_zone:
-               new_zone_idx = f->zbd_info->open_zones[open_zone_idx];
+               new_zone_idx = zbdi->write_zones[write_zone_idx];
                if (new_zone_idx == zone_idx)
                        break;
                zone_idx = new_zone_idx;
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+
                if (z->has_wp)
                        zone_unlock(z);
        }
 
-       /* Both z->mutex and f->zbd_info->mutex are held. */
+       /* Both z->mutex and zbdi->mutex are held. */
 
 examine_zone:
-       if (z->wp + min_bs <= zbd_zone_capacity_end(z)) {
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+       if (zbd_zone_remainder(z) >= min_bs) {
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
                goto out;
        }
 
-open_other_zone:
-       /* Check if number of open zones reaches one of limits. */
-       wait_zone_close =
-               f->zbd_info->num_open_zones == f->max_zone - f->min_zone ||
-               (td->o.max_open_zones &&
-                f->zbd_info->num_open_zones == td->o.max_open_zones) ||
+choose_other_zone:
+       /* Check if number of write target zones reaches one of limits. */
+       wait_zone_write =
+               zbdi->num_write_zones == f->max_zone - f->min_zone ||
+               (zbdi->max_write_zones &&
+                zbdi->num_write_zones == zbdi->max_write_zones) ||
                (td->o.job_max_open_zones &&
-                td->num_open_zones == td->o.job_max_open_zones);
+                td->num_write_zones == td->o.job_max_open_zones);
 
-       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+       pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
 
        /* Only z->mutex is held. */
 
        /*
-        * When number of open zones reaches to one of limits, wait for
-        * zone close before opening a new zone.
+        * When number of write target zones reaches to one of limits, wait for
+        * zone write completion to one of them before trying a new zone.
         */
-       if (wait_zone_close) {
-               dprint(FD_ZBD, "%s(%s): quiesce to allow open zones to close\n",
+       if (wait_zone_write) {
+               dprint(FD_ZBD,
+                      "%s(%s): quiesce to remove a zone from write target zones array\n",
                       __func__, f->file_name);
                io_u_quiesce(td);
        }
 
-       /* Zone 'z' is full, so try to open a new zone. */
-       for (i = f->io_size / f->zbd_info->zone_size; i > 0; i--) {
+retry:
+       /* Zone 'z' is full, so try to choose a new zone. */
+       for (i = f->io_size / zbdi->zone_size; i > 0; i--) {
                zone_idx++;
                if (z->has_wp)
                        zone_unlock(z);
@@ -1218,101 +1546,90 @@ open_other_zone:
                if (!is_valid_offset(f, z->start)) {
                        /* Wrap-around. */
                        zone_idx = f->min_zone;
-                       z = get_zone(f, zone_idx);
+                       z = zbd_get_zone(f, zone_idx);
                }
                assert(is_valid_offset(f, z->start));
                if (!z->has_wp)
                        continue;
                zone_lock(td, f, z);
-               if (z->open)
+               if (z->write)
                        continue;
-               if (zbd_open_zone(td, f, zone_idx))
+               if (zbd_write_zone_get(td, f, z))
                        goto out;
        }
 
        /* Only z->mutex is held. */
 
-       /* Check whether the write fits in any of the already opened zones. */
-       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-       for (i = 0; i < f->zbd_info->num_open_zones; i++) {
-               zone_idx = f->zbd_info->open_zones[i];
+       /* Check whether the write fits in any of the write target zones. */
+       pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
+       for (i = 0; i < zbdi->num_write_zones; i++) {
+               zone_idx = zbdi->write_zones[i];
                if (zone_idx < f->min_zone || zone_idx >= f->max_zone)
                        continue;
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
                zone_unlock(z);
 
-               z = get_zone(f, zone_idx);
+               z = zbd_get_zone(f, zone_idx);
 
                zone_lock(td, f, z);
-               if (z->wp + min_bs <= zbd_zone_capacity_end(z))
+               if (zbd_zone_remainder(z) >= min_bs)
                        goto out;
-               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+               pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
        }
-       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+
+       /*
+        * When any I/O is in-flight or when all I/Os in-flight get completed,
+        * the I/Os might have removed zones from the write target array then
+        * retry the steps to choose a zone. Before retry, call io_u_quiesce()
+        * to complete in-flight writes.
+        */
+       in_flight = any_io_in_flight();
+       if (in_flight || should_retry) {
+               dprint(FD_ZBD,
+                      "%s(%s): wait zone write and retry write target zone selection\n",
+                      __func__, f->file_name);
+               should_retry = in_flight;
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+               zone_unlock(z);
+               io_u_quiesce(td);
+               zone_lock(td, f, z);
+               goto retry;
+       }
+
+       pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+
        zone_unlock(z);
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): did not open another zone\n", __func__,
-              f->file_name);
+
+       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): did not choose another write zone\n",
+              __func__, f->file_name);
+
        return NULL;
 
 out:
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): returning zone %d\n", __func__, f->file_name,
-              zone_idx);
+       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): returning zone %d\n",
+              __func__, f->file_name, zone_idx);
+
        io_u->offset = z->start;
        assert(z->has_wp);
        assert(z->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE);
-       return z;
-}
-
-/* The caller must hold z->mutex. */
-static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
-                                                   struct io_u *io_u,
-                                                   struct fio_zone_info *z)
-{
-       const struct fio_file *f = io_u->file;
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
-
-       if (!zbd_open_zone(td, f, zbd_zone_nr(f, z))) {
-               zone_unlock(z);
-               z = zbd_convert_to_open_zone(td, io_u);
-               assert(z);
-       }
-
-       if (z->verify_block * min_bs >= z->capacity) {
-               log_err("%s: %d * %d >= %llu\n", f->file_name, z->verify_block,
-                       min_bs, (unsigned long long)z->capacity);
-               /*
-                * If the assertion below fails during a test run, adding
-                * "--experimental_verify=1" to the command line may help.
-                */
-               assert(false);
-       }
-       io_u->offset = z->start + z->verify_block * min_bs;
-       if (io_u->offset + io_u->buflen >= zbd_zone_capacity_end(z)) {
-               log_err("%s: %llu + %llu >= %llu\n", f->file_name, io_u->offset,
-                       io_u->buflen, (unsigned long long) zbd_zone_capacity_end(z));
-               assert(false);
-       }
-       z->verify_block += io_u->buflen / min_bs;
 
        return z;
 }
 
 /*
- * Find another zone for which @io_u fits in the readable data in the zone.
- * Search in zones @zb + 1 .. @zl. For random workload, also search in zones
- * @zb - 1 .. @zf.
+ * Find another zone which has @min_bytes of readable data. Search in zones
+ * @zb + 1 .. @zl. For random workload, also search in zones @zb - 1 .. @zf.
  *
  * Either returns NULL or returns a zone pointer. When the zone has write
  * pointer, hold the mutex for the zone.
  */
 static struct fio_zone_info *
-zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, uint64_t min_bytes,
              struct fio_zone_info *zb, struct fio_zone_info *zl)
 {
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
        struct fio_file *f = io_u->file;
        struct fio_zone_info *z1, *z2;
-       const struct fio_zone_info *const zf = get_zone(f, f->min_zone);
+       const struct fio_zone_info *const zf = zbd_get_zone(f, f->min_zone);
 
        /*
         * Skip to the next non-empty zone in case of sequential I/O and to
@@ -1322,25 +1639,29 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                if (z1 < zl && z1->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE) {
                        if (z1->has_wp)
                                zone_lock(td, f, z1);
-                       if (z1->start + min_bs <= z1->wp)
+                       if (z1->start + min_bytes <= z1->wp)
                                return z1;
                        if (z1->has_wp)
                                zone_unlock(z1);
                } else if (!td_random(td)) {
                        break;
                }
+
                if (td_random(td) && z2 >= zf &&
                    z2->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE) {
                        if (z2->has_wp)
                                zone_lock(td, f, z2);
-                       if (z2->start + min_bs <= z2->wp)
+                       if (z2->start + min_bytes <= z2->wp)
                                return z2;
                        if (z2->has_wp)
                                zone_unlock(z2);
                }
        }
-       dprint(FD_ZBD, "%s: adjusting random read offset failed\n",
-              f->file_name);
+
+       dprint(FD_ZBD,
+              "%s: no zone has %"PRIu64" bytes of readable data\n",
+              f->file_name, min_bytes);
+
        return NULL;
 }
 
@@ -1349,7 +1670,8 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  * @io_u: I/O unit
  * @z: zone info pointer
  *
- * If the write command made the zone full, close it.
+ * If the write command made the zone full, remove it from the write target
+ * zones array.
  *
  * The caller must hold z->mutex.
  */
@@ -1361,7 +1683,7 @@ static void zbd_end_zone_io(struct thread_data *td, const struct io_u *io_u,
        if (io_u->ddir == DDIR_WRITE &&
            io_u->offset + io_u->buflen >= zbd_zone_capacity_end(z)) {
                pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-               zbd_close_zone(td, f, zbd_zone_nr(f, z));
+               zbd_write_zone_put(td, f, z);
                pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
        }
 }
@@ -1381,16 +1703,11 @@ static void zbd_queue_io(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int q,
        const struct fio_file *f = io_u->file;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = f->zbd_info;
        struct fio_zone_info *z;
-       uint32_t zone_idx;
        uint64_t zone_end;
 
-       if (!zbd_info)
-               return;
-
-       zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
-       assert(zone_idx < zbd_info->nr_zones);
-       z = get_zone(f, zone_idx);
+       assert(zbd_info);
 
+       z = zbd_offset_to_zone(f, io_u->offset);
        assert(z->has_wp);
 
        if (!success)
@@ -1398,27 +1715,24 @@ static void zbd_queue_io(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int q,
 
        dprint(FD_ZBD,
               "%s: queued I/O (%lld, %llu) for zone %u\n",
-              f->file_name, io_u->offset, io_u->buflen, zone_idx);
+              f->file_name, io_u->offset, io_u->buflen, zbd_zone_idx(f, z));
 
        switch (io_u->ddir) {
        case DDIR_WRITE:
                zone_end = min((uint64_t)(io_u->offset + io_u->buflen),
                               zbd_zone_capacity_end(z));
-               pthread_mutex_lock(&zbd_info->mutex);
+
                /*
                 * z->wp > zone_end means that one or more I/O errors
                 * have occurred.
                 */
-               if (z->wp <= zone_end) {
-                       zbd_info->sectors_with_data += zone_end - z->wp;
-                       zbd_info->wp_sectors_with_data += zone_end - z->wp;
+               if (accounting_vdb(td, f) && z->wp <= zone_end) {
+                       pthread_mutex_lock(&zbd_info->mutex);
+                       zbd_info->wp_valid_data_bytes += zone_end - z->wp;
+                       pthread_mutex_unlock(&zbd_info->mutex);
                }
-               pthread_mutex_unlock(&zbd_info->mutex);
                z->wp = zone_end;
                break;
-       case DDIR_TRIM:
-               assert(z->wp == z->start);
-               break;
        default:
                break;
        }
@@ -1441,27 +1755,20 @@ unlock:
 static void zbd_put_io(struct thread_data *td, const struct io_u *io_u)
 {
        const struct fio_file *f = io_u->file;
-       struct zoned_block_device_info *zbd_info = f->zbd_info;
        struct fio_zone_info *z;
-       uint32_t zone_idx;
-
-       if (!zbd_info)
-               return;
 
-       zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
-       assert(zone_idx < zbd_info->nr_zones);
-       z = get_zone(f, zone_idx);
+       assert(f->zbd_info);
 
+       z = zbd_offset_to_zone(f, io_u->offset);
        assert(z->has_wp);
 
        dprint(FD_ZBD,
               "%s: terminate I/O (%lld, %llu) for zone %u\n",
-              f->file_name, io_u->offset, io_u->buflen, zone_idx);
+              f->file_name, io_u->offset, io_u->buflen, zbd_zone_idx(f, z));
 
        zbd_end_zone_io(td, io_u, z);
 
        zone_unlock(z);
-       zbd_check_swd(td, f);
 }
 
 /*
@@ -1498,28 +1805,26 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        struct fio_file *f = io_u->file;
        enum fio_ddir ddir = io_u->ddir;
        struct fio_zone_info *z;
-       uint32_t zone_idx;
 
        assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD);
        assert(td->o.zone_size);
+       assert(f->zbd_info);
 
-       zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->last_pos[ddir]);
-       z = get_zone(f, zone_idx);
+       z = zbd_offset_to_zone(f, f->last_pos[ddir]);
 
        /*
         * When the zone capacity is smaller than the zone size and the I/O is
         * sequential write, skip to zone end if the latest position is at the
         * zone capacity limit.
         */
-       if (z->capacity < f->zbd_info->zone_size && !td_random(td) &&
-           ddir == DDIR_WRITE &&
+       if (z->capacity < f->zbd_info->zone_size &&
+           !td_random(td) && ddir == DDIR_WRITE &&
            f->last_pos[ddir] >= zbd_zone_capacity_end(z)) {
                dprint(FD_ZBD,
                       "%s: Jump from zone capacity limit to zone end:"
-                      " (%llu -> %llu) for zone %u (%llu)\n",
-                      f->file_name, (unsigned long long) f->last_pos[ddir],
-                      (unsigned long long) zbd_zone_end(z), zone_idx,
-                      (unsigned long long) z->capacity);
+                      " (%"PRIu64" -> %"PRIu64") for zone %u (%"PRIu64")\n",
+                      f->file_name, f->last_pos[ddir],
+                      zbd_zone_end(z), zbd_zone_idx(f, z), z->capacity);
                td->io_skip_bytes += zbd_zone_end(z) - f->last_pos[ddir];
                f->last_pos[ddir] = zbd_zone_end(z);
        }
@@ -1576,11 +1881,12 @@ enum fio_ddir zbd_adjust_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
         * devices with all empty zones. Overwrite the first I/O direction as
         * write to make sure data to read exists.
         */
+       assert(io_u->file->zbd_info);
        if (ddir != DDIR_READ || !td_rw(td))
                return ddir;
 
-       if (io_u->file->zbd_info->sectors_with_data ||
-           td->o.read_beyond_wp)
+       if (io_u->file->last_start[DDIR_WRITE] != -1ULL ||
+           td->o.read_beyond_wp || td->o.rwmix[DDIR_WRITE] == 0)
                return DDIR_READ;
 
        return DDIR_WRITE;
@@ -1598,27 +1904,26 @@ enum fio_ddir zbd_adjust_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
 enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
        struct fio_file *f = io_u->file;
-       uint32_t zone_idx_b;
+       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
        struct fio_zone_info *zb, *zl, *orig_zb;
        uint32_t orig_len = io_u->buflen;
-       uint32_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
+       uint64_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
        uint64_t new_len;
        int64_t range;
 
-       if (!f->zbd_info)
-               return io_u_accept;
-
+       assert(zbdi);
        assert(min_bs);
        assert(is_valid_offset(f, io_u->offset));
        assert(io_u->buflen);
-       zone_idx_b = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
-       zb = get_zone(f, zone_idx_b);
+
+       zb = zbd_offset_to_zone(f, io_u->offset);
        orig_zb = zb;
 
        if (!zb->has_wp) {
                /* Accept non-write I/Os for conventional zones. */
                if (io_u->ddir != DDIR_WRITE)
                        return io_u_accept;
+
                /*
                 * Make sure that writes to conventional zones
                 * don't cross over to any sequential zones.
@@ -1629,15 +1934,19 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
                if (io_u->offset + min_bs > (zb + 1)->start) {
                        dprint(FD_IO,
-                              "%s: off=%llu + min_bs=%u > next zone %llu\n",
+                              "%s: off=%llu + min_bs=%"PRIu64" > next zone %"PRIu64"\n",
                               f->file_name, io_u->offset,
-                              min_bs, (unsigned long long) (zb + 1)->start);
-                       io_u->offset = zb->start + (zb + 1)->start - io_u->offset;
-                       new_len = min(io_u->buflen, (zb + 1)->start - io_u->offset);
+                              min_bs, (zb + 1)->start);
+                       io_u->offset =
+                               zb->start + (zb + 1)->start - io_u->offset;
+                       new_len = min(io_u->buflen,
+                                     (zb + 1)->start - io_u->offset);
                } else {
                        new_len = (zb + 1)->start - io_u->offset;
                }
+
                io_u->buflen = new_len / min_bs * min_bs;
+
                return io_u_accept;
        }
 
@@ -1649,16 +1958,13 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
            io_u->ddir == DDIR_READ && td->o.read_beyond_wp)
                return io_u_accept;
 
-       zbd_check_swd(td, f);
-
        zone_lock(td, f, zb);
 
        switch (io_u->ddir) {
        case DDIR_READ:
-               if (td->runstate == TD_VERIFYING && td_write(td)) {
-                       zb = zbd_replay_write_order(td, io_u, zb);
+               if (td->runstate == TD_VERIFYING && td_write(td))
                        goto accept;
-               }
+
                /*
                 * Check that there is enough written data in the zone to do an
                 * I/O of at least min_bs B. If there isn't, find a new zone for
@@ -1669,8 +1975,8 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                if (range < min_bs ||
                    ((!td_random(td)) && (io_u->offset + min_bs > zb->wp))) {
                        zone_unlock(zb);
-                       zl = get_zone(f, f->max_zone);
-                       zb = zbd_find_zone(td, io_u, zb, zl);
+                       zl = zbd_get_zone(f, f->max_zone);
+                       zb = zbd_find_zone(td, io_u, min_bs, zb, zl);
                        if (!zb) {
                                dprint(FD_ZBD,
                                       "%s: zbd_find_zone(%lld, %llu) failed\n",
@@ -1688,6 +1994,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        if (!td_random(td))
                                io_u->offset = zb->start;
                }
+
                /*
                 * Make sure the I/O is within the zone valid data range while
                 * maximizing the I/O size and preserving randomness.
@@ -1698,12 +2005,14 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        io_u->offset = zb->start +
                                ((io_u->offset - orig_zb->start) %
                                 (range - io_u->buflen)) / min_bs * min_bs;
+
                /*
                 * When zbd_find_zone() returns a conventional zone,
                 * we can simply accept the new i/o offset here.
                 */
                if (!zb->has_wp)
                        return io_u_accept;
+
                /*
                 * Make sure the I/O does not cross over the zone wp position.
                 */
@@ -1715,39 +2024,85 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        dprint(FD_IO, "Changed length from %u into %llu\n",
                               orig_len, io_u->buflen);
                }
+
                assert(zb->start <= io_u->offset);
                assert(io_u->offset + io_u->buflen <= zb->wp);
+
                goto accept;
+
        case DDIR_WRITE:
-               if (io_u->buflen > f->zbd_info->zone_size) {
+               if (io_u->buflen > zbdi->zone_size) {
                        td_verror(td, EINVAL, "I/O buflen exceeds zone size");
                        dprint(FD_IO,
-                              "%s: I/O buflen %llu exceeds zone size %llu\n",
-                              f->file_name, io_u->buflen,
-                              (unsigned long long) f->zbd_info->zone_size);
+                              "%s: I/O buflen %llu exceeds zone size %"PRIu64"\n",
+                              f->file_name, io_u->buflen, zbdi->zone_size);
                        goto eof;
                }
-               if (!zbd_open_zone(td, f, zone_idx_b)) {
+
+retry:
+               if (zbd_zone_remainder(zb) > 0 &&
+                   zbd_zone_remainder(zb) < min_bs) {
+                       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+                       zbd_write_zone_put(td, f, zb);
+                       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+                       dprint(FD_ZBD,
+                              "%s: finish zone %d\n",
+                              f->file_name, zbd_zone_idx(f, zb));
+                       io_u_quiesce(td);
+                       zbd_finish_zone(td, f, zb);
+                       if (zbd_zone_idx(f, zb) + 1 >= f->max_zone) {
+                               if (!td_random(td))
+                                       goto eof;
+                       }
+                       zone_unlock(zb);
+
+                       /* Find the next write pointer zone */
+                       do {
+                               zb++;
+                               if (zbd_zone_idx(f, zb) >= f->max_zone)
+                                       zb = zbd_get_zone(f, f->min_zone);
+                       } while (!zb->has_wp);
+
+                       zone_lock(td, f, zb);
+               }
+
+               if (!zbd_write_zone_get(td, f, zb)) {
                        zone_unlock(zb);
-                       zb = zbd_convert_to_open_zone(td, io_u);
+                       zb = zbd_convert_to_write_zone(td, io_u);
                        if (!zb) {
-                               dprint(FD_IO, "%s: can't convert to open zone",
+                               dprint(FD_IO, "%s: can't convert to write target zone",
                                       f->file_name);
                                goto eof;
                        }
-                       zone_idx_b = zbd_zone_nr(f, zb);
                }
+
+               if (zbd_zone_remainder(zb) > 0 &&
+                   zbd_zone_remainder(zb) < min_bs)
+                       goto retry;
+
                /* Check whether the zone reset threshold has been exceeded */
                if (td->o.zrf.u.f) {
-                       if (f->zbd_info->wp_sectors_with_data >=
+                       if (zbdi->wp_valid_data_bytes >=
                            f->io_size * td->o.zrt.u.f &&
-                           zbd_dec_and_reset_write_cnt(td, f)) {
+                           zbd_dec_and_reset_write_cnt(td, f))
                                zb->reset_zone = 1;
-                       }
                }
+
                /* Reset the zone pointer if necessary */
                if (zb->reset_zone || zbd_zone_full(f, zb, min_bs)) {
-                       assert(td->o.verify == VERIFY_NONE);
+                       if (td->o.verify != VERIFY_NONE) {
+                               /*
+                                * Unset io-u->file to tell get_next_verify()
+                                * that this IO is not requeue.
+                                */
+                               io_u->file = NULL;
+                               if (!get_next_verify(td, io_u)) {
+                                       zone_unlock(zb);
+                                       return io_u_accept;
+                               }
+                               io_u->file = f;
+                       }
+
                        /*
                         * Since previous write requests may have been submitted
                         * asynchronously and since we will submit the zone
@@ -1757,17 +2112,17 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                         */
                        io_u_quiesce(td);
                        zb->reset_zone = 0;
-                       if (zbd_reset_zone(td, f, zb) < 0)
+                       if (__zbd_reset_zone(td, f, zb) < 0)
                                goto eof;
 
                        if (zb->capacity < min_bs) {
                                td_verror(td, EINVAL, "ZCAP is less min_bs");
-                               log_err("zone capacity %llu smaller than minimum block size %d\n",
-                                       (unsigned long long)zb->capacity,
-                                       min_bs);
+                               log_err("zone capacity %"PRIu64" smaller than minimum block size %"PRIu64"\n",
+                                       zb->capacity, min_bs);
                                goto eof;
                        }
                }
+
                /* Make writes occur at the write pointer */
                assert(!zbd_zone_full(f, zb, min_bs));
                io_u->offset = zb->wp;
@@ -1777,6 +2132,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                               f->file_name, io_u->offset);
                        goto eof;
                }
+
                /*
                 * Make sure that the buflen is a multiple of the minimal
                 * block size. Give up if shrinking would make the request too
@@ -1793,18 +2149,39 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                               orig_len, io_u->buflen);
                        goto accept;
                }
+
                td_verror(td, EIO, "zone remainder too small");
-               log_err("zone remainder %lld smaller than min block size %d\n",
+               log_err("zone remainder %lld smaller than min block size %"PRIu64"\n",
                        (zbd_zone_capacity_end(zb) - io_u->offset), min_bs);
+
                goto eof;
+
        case DDIR_TRIM:
-               /* fall-through */
+               /* Check random trim targets a non-empty zone */
+               if (!td_random(td) || zb->wp > zb->start)
+                       goto accept;
+
+               /* Find out a non-empty zone to trim */
+               zone_unlock(zb);
+               zl = zbd_get_zone(f, f->max_zone);
+               zb = zbd_find_zone(td, io_u, 1, zb, zl);
+               if (zb) {
+                       io_u->offset = zb->start;
+                       dprint(FD_ZBD, "%s: found new zone(%lld) for trim\n",
+                              f->file_name, io_u->offset);
+                       goto accept;
+               }
+
+               goto eof;
+
        case DDIR_SYNC:
+               /* fall-through */
        case DDIR_DATASYNC:
        case DDIR_SYNC_FILE_RANGE:
        case DDIR_WAIT:
        case DDIR_LAST:
        case DDIR_INVAL:
+       case DDIR_TIMEOUT:
                goto accept;
        }
 
@@ -1815,19 +2192,23 @@ accept:
        assert(zb->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE);
        assert(!io_u->zbd_queue_io);
        assert(!io_u->zbd_put_io);
+
        io_u->zbd_queue_io = zbd_queue_io;
        io_u->zbd_put_io = zbd_put_io;
+
        /*
         * Since we return with the zone lock still held,
         * add an annotation to let Coverity know that it
         * is intentional.
         */
        /* coverity[missing_unlock] */
+
        return io_u_accept;
 
 eof:
        if (zb && zb->has_wp)
                zone_unlock(zb);
+
        return io_u_eof;
 }
 
@@ -1836,7 +2217,52 @@ char *zbd_write_status(const struct thread_stat *ts)
 {
        char *res;
 
-       if (asprintf(&res, "; %llu zone resets", (unsigned long long) ts->nr_zone_resets) < 0)
+       if (asprintf(&res, "; %"PRIu64" zone resets", ts->nr_zone_resets) < 0)
                return NULL;
        return res;
 }
+
+/**
+ * zbd_do_io_u_trim - If reset zone is applicable, do reset zone instead of trim
+ *
+ * @td: FIO thread data.
+ * @io_u: FIO I/O unit.
+ *
+ * It is assumed that z->mutex is already locked.
+ * Return io_u_completed when reset zone succeeds. Return 0 when the target zone
+ * does not have write pointer. On error, return negative errno.
+ */
+int zbd_do_io_u_trim(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       struct fio_file *f = io_u->file;
+       struct fio_zone_info *z;
+       int ret;
+
+       z = zbd_offset_to_zone(f, io_u->offset);
+       if (!z->has_wp)
+               return 0;
+
+       if (io_u->offset != z->start) {
+               log_err("Trim offset not at zone start (%lld)\n",
+                       io_u->offset);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       ret = zbd_reset_zone((struct thread_data *)td, f, z);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       return io_u_completed;
+}
+
+void zbd_log_err(const struct thread_data *td, const struct io_u *io_u)
+{
+       const struct fio_file *f = io_u->file;
+
+       if (td->o.zone_mode != ZONE_MODE_ZBD)
+               return;
+
+       if (io_u->error == EOVERFLOW)
+               log_err("%s: Exceeded max_active_zones limit. Check conditions of zones out of I/O ranges.\n",
+                       f->file_name);
+}