zbd: remove is_zone_open() helper
[fio.git] / zbd.c
diff --git a/zbd.c b/zbd.c
index 04c68dea28c64bb51b850f7df4fad0953713ad3d..70afdd825f7d6b59d5f6de02645fd7e0a7352c48 100644 (file)
--- a/zbd.c
+++ b/zbd.c
 #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_nr(const struct fio_file *f,
+                                      struct fio_zone_info *zone)
+{
+       return zone - f->zbd_info->zone_info;
+}
+
+/**
+ * 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.
+ */
+static uint32_t zbd_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_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 &&
+               z->wp + required > zbd_zone_capacity_end(z);
+}
+
+static void zone_lock(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
+                     struct fio_zone_info *z)
+{
+       struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
+       uint32_t nz = z - zbd->zone_info;
+
+       /* A thread should never lock zones outside its working area. */
+       assert(f->min_zone <= nz && nz < f->max_zone);
+
+       assert(z->has_wp);
+
+       /*
+        * 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)
+{
+       int ret;
+
+       assert(z->has_wp);
+       ret = pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+       assert(!ret);
+}
+
+static inline struct fio_zone_info *get_zone(const struct fio_file *f,
+                                            unsigned int zone_nr)
+{
+       return &f->zbd_info->zone_info[zone_nr];
+}
+
 /**
  * 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;
 
@@ -71,9 +177,9 @@ 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;
 
@@ -83,12 +189,12 @@ 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 (%d).\n",
+                       f->file_name, offset >> 9, 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;
        }
 
@@ -105,8 +211,8 @@ 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;
 
@@ -116,140 +222,227 @@ 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_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.
+ * 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.
  */
-int zbd_get_max_open_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          unsigned int *max_open_zones)
+static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                         struct fio_zone_info *z)
 {
-       int ret;
+       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 (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);
+       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;
 }
 
 /**
- * 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_close_zone - Remove a zone from the open zones array.
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file associated with the disk for which to reset a write pointer.
+ * @zone_idx: Index of the zone to remove.
+ *
+ * The caller must hold f->zbd_info->mutex.
  */
-static uint32_t zbd_zone_idx(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
+static void zbd_close_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
+                          unsigned int zone_idx)
 {
-       uint32_t zone_idx;
+       uint32_t open_zone_idx = 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;
+       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;
 
-       return min(zone_idx, f->zbd_info->nr_zones);
+       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;
 }
 
 /**
- * zbd_zone_end - Return zone end location
- * @z: zone info pointer.
+ * 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 inline uint64_t zbd_zone_end(const struct fio_zone_info *z)
+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)
 {
-       return (z+1)->start;
-}
+       struct fio_zone_info *z;
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
+       int res = 0;
 
-/**
- * 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;
+       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);
+               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+               zbd_close_zone(td, f, nz);
+               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+               if (z->wp != z->start) {
+                       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;
+               }
+               zone_unlock(z);
+       }
+
+       return res;
 }
 
 /**
- * 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_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.
  *
- * The caller must hold z->mutex.
+ * A @max_open_zones value set to zero means no limit.
+ *
+ * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
  */
-static bool zbd_zone_full(const struct fio_file *f, struct fio_zone_info *z,
-                         uint64_t required)
+static int zbd_get_max_open_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                                 unsigned int *max_open_zones)
 {
-       assert((required & 511) == 0);
+       int ret;
 
-       return z->has_wp &&
-               z->wp + required > zbd_zone_capacity_end(z);
+       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;
 }
 
-static void zone_lock(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                     struct fio_zone_info *z)
+/**
+ * zbd_open_zone - Add a zone to the array of open zones.
+ * @td: fio thread data.
+ * @f: fio file that has the open zones to add.
+ * @zone_idx: Index of the zone to add.
+ *
+ * Open a ZBD zone if it is not already open. Returns true if either the zone
+ * was already open or if the zone was successfully added to the array of open
+ * zones without exceeding the maximum number of open zones. Returns false if
+ * the zone was not already open and opening the 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)
 {
-       struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
-       uint32_t nz = z - zbd->zone_info;
-
-       /* A thread should never lock zones outside its working area. */
-       assert(f->min_zone <= nz && nz < f->max_zone);
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
+       struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
+       struct fio_zone_info *z = get_zone(f, zone_idx);
+       bool res = true;
 
-       assert(z->has_wp);
+       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_full(f, z, min_bs))
+               return false;
 
-static inline void zone_unlock(struct fio_zone_info *z)
-{
-       int ret;
+       /*
+        * zbdi->max_open_zones == 0 means that there is no limit on the maximum
+        * number of open zones. In this case, do no track open zones in
+        * zbdi->open_zones array.
+        */
+       if (!zbdi->max_open_zones)
+               return true;
 
-       assert(z->has_wp);
-       ret = pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
-       assert(!ret);
-}
+       pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
 
-static bool is_valid_offset(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
-{
-       return (uint64_t)(offset - f->file_offset) < f->io_size;
-}
+       if (z->open) {
+               /*
+                * If the zone is going to be completely filled by writes
+                * already 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 (zbdi->num_open_zones >= zbdi->max_open_zones)
+               goto out;
+       dprint(FD_ZBD, "%s: opening zone %d\n", f->file_name, zone_idx);
+       zbdi->open_zones[zbdi->num_open_zones++] = zone_idx;
+       td->num_open_zones++;
+       z->open = 1;
+       res = true;
 
-static inline struct fio_zone_info *get_zone(const struct fio_file *f,
-                                            unsigned int zone_nr)
-{
-       return &f->zbd_info->zone_info[zone_nr];
+out:
+       pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+       return res;
 }
 
 /* Verify whether direct I/O is used for all host-managed zoned drives. */
@@ -318,16 +511,16 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                        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);
+                               log_err("%s: job parameter zonesize %llu does not match disk 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);
+                                       f->file_name, td->o.zone_skip,
+                                       td->o.zone_size);
                                return false;
                        }
 
@@ -341,9 +534,9 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                                 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);
+                               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;
                        }
@@ -357,9 +550,9 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                                 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);
+                               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;
                        }
                }
@@ -375,18 +568,30 @@ static bool zbd_verify_bs(void)
        int i, j, k;
 
        for_each_td(td, i) {
+               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;
+                       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;
+                       }
                        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",
+                                       log_info("%s: block size %llu is not a divisor of the zone size %"PRIu64"\n",
                                                 f->file_name, td->o.bs[k],
-                                                (unsigned long long)zone_size);
+                                                zone_size);
                                        return false;
                                }
                        }
@@ -436,8 +641,7 @@ 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;
        }
 
@@ -513,15 +717,14 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        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]));
@@ -575,9 +778,8 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                                           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;
                }
        }
@@ -743,11 +945,6 @@ static int zbd_init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *file)
        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;
@@ -871,123 +1068,6 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
        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.
- */
-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 fio_zone_info *z;
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
-       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);
-               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-               zbd_close_zone(td, f, nz);
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-               if (z->wp != z->start) {
-                       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;
-               }
-               zone_unlock(z);
-       }
-
-       return res;
-}
-
 /*
  * Reset zbd_info.write_cnt, the counter that counts down towards the next
  * zone reset.
@@ -1104,91 +1184,25 @@ void zbd_file_reset(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        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 open 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;
-
-       /* This function should never be called when zbdi->max_open_zones == 0 */
-       assert(zbdi->max_open_zones);
-       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_open_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 zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
-       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;
-
-       /*
-        * zbdi->max_open_zones == 0 means that there is no limit on the maximum
-        * number of open zones. In this case, do no track open zones in
-        * zbdi->open_zones array.
-        */
-       if (!zbdi->max_open_zones)
-               return true;
+       struct thread_data *td;
+       int i;
 
-       pthread_mutex_lock(&zbdi->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;
+       for_each_td(td, i) {
+               if (td->io_u_in_flight)
+                       return true;
        }
-       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 (zbdi->num_open_zones >= zbdi->max_open_zones)
-               goto out;
-       dprint(FD_ZBD, "%s: opening zone %d\n", f->file_name, zone_idx);
-       zbdi->open_zones[zbdi->num_open_zones++] = zone_idx;
-       td->num_open_zones++;
-       z->open = 1;
-       res = true;
-
-out:
-       pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
-       return res;
-}
 
-/* 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;
 }
 
 /*
@@ -1202,7 +1216,7 @@ static uint32_t pick_random_zone_idx(const struct fio_file *f,
 static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_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;
@@ -1210,6 +1224,8 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
        uint32_t zone_idx, new_zone_idx;
        int i;
        bool wait_zone_close;
+       bool in_flight;
+       bool should_retry = true;
 
        assert(is_valid_offset(f, io_u->offset));
 
@@ -1324,6 +1340,7 @@ open_other_zone:
                io_u_quiesce(td);
        }
 
+retry:
        /* Zone 'z' is full, so try to open a new zone. */
        for (i = f->io_size / zbdi->zone_size; i > 0; i--) {
                zone_idx++;
@@ -1363,6 +1380,24 @@ open_other_zone:
                        goto out;
                pthread_mutex_lock(&zbdi->mutex);
        }
+
+       /*
+        * When any I/O is in-flight or when all I/Os in-flight get completed,
+        * the I/Os might have closed zones then retry the steps to open 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 close and retry open zones\n",
+                      __func__, f->file_name);
+               pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
+               zone_unlock(z);
+               io_u_quiesce(td);
+               zone_lock(td, f, z);
+               should_retry = in_flight;
+               goto retry;
+       }
+
        pthread_mutex_unlock(&zbdi->mutex);
        zone_unlock(z);
        dprint(FD_ZBD, "%s(%s): did not open another zone\n", __func__,
@@ -1384,7 +1419,7 @@ static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
                                                    struct fio_zone_info *z)
 {
        const struct fio_file *f = io_u->file;
-       const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
+       const uint64_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
 
        if (!zbd_open_zone(td, f, zbd_zone_nr(f, z))) {
                zone_unlock(z);
@@ -1393,8 +1428,8 @@ static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
        }
 
        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);
+               log_err("%s: %d * %"PRIu64" >= %"PRIu64"\n", f->file_name, z->verify_block,
+                       min_bs, z->capacity);
                /*
                 * If the assertion below fails during a test run, adding
                 * "--experimental_verify=1" to the command line may help.
@@ -1403,8 +1438,8 @@ static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
        }
        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));
+               log_err("%s: %llu + %llu >= %"PRIu64"\n", f->file_name, io_u->offset,
+                       io_u->buflen, zbd_zone_capacity_end(z));
                assert(false);
        }
        z->verify_block += io_u->buflen / min_bs;
@@ -1413,18 +1448,16 @@ static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
 }
 
 /*
- * 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);
@@ -1437,7 +1470,7 @@ 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);
@@ -1448,14 +1481,14 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
                    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;
 }
 
@@ -1530,9 +1563,6 @@ static void zbd_queue_io(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int q,
                pthread_mutex_unlock(&zbd_info->mutex);
                z->wp = zone_end;
                break;
-       case DDIR_TRIM:
-               assert(z->wp == z->start);
-               break;
        default:
                break;
        }
@@ -1630,10 +1660,9 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
            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), zone_idx, z->capacity);
                td->io_skip_bytes += zbd_zone_end(z) - f->last_pos[ddir];
                f->last_pos[ddir] = zbd_zone_end(z);
        }
@@ -1717,7 +1746,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        uint32_t zone_idx_b;
        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;
 
@@ -1743,9 +1772,9 @@ 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);
+                              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 {
@@ -1784,7 +1813,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                    ((!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);
+                       zb = zbd_find_zone(td, io_u, min_bs, zb, zl);
                        if (!zb) {
                                dprint(FD_ZBD,
                                       "%s: zbd_find_zone(%lld, %llu) failed\n",
@@ -1836,9 +1865,8 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                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) zbdi->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)) {
@@ -1849,7 +1877,6 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                                       f->file_name);
                                goto eof;
                        }
-                       zone_idx_b = zbd_zone_nr(f, zb);
                }
                /* Check whether the zone reset threshold has been exceeded */
                if (td->o.zrf.u.f) {
@@ -1876,9 +1903,8 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
                        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;
                        }
                }
@@ -1908,12 +1934,27 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        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 = 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:
@@ -1950,7 +1991,42 @@ 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(const struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
+{
+       struct fio_file *f = io_u->file;
+       struct fio_zone_info *z;
+       uint32_t zone_idx;
+       int ret;
+
+       zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
+       z = get_zone(f, zone_idx);
+
+       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;
+}