zbd: change some f->zbd_info conditionals to asserts
[fio.git] / zbd.c
diff --git a/zbd.c b/zbd.c
index 72352db0ddab3f48cfc03a7323894a007b7f2dfa..8e99eb95dc6261101c48e6ea84ab5edf1601c316 100644 (file)
--- a/zbd.c
+++ b/zbd.c
@@ -19,6 +19,7 @@
 #include "oslib/asprintf.h"
 #include "smalloc.h"
 #include "verify.h"
+#include "pshared.h"
 #include "zbd.h"
 
 /**
@@ -31,6 +32,17 @@ int zbd_get_zoned_model(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
 {
        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
@@ -112,6 +124,34 @@ int zbd_reset_wp(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        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.
+ *
+ * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
+ */
+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_zone_idx - convert an offset into a zone number
  * @f: file pointer.
@@ -131,12 +171,21 @@ static uint32_t zbd_zone_idx(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
 }
 
 /**
- * zbd_zone_swr - Test whether a zone requires sequential writes
+ * 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 bool zbd_zone_swr(struct fio_zone_info *z)
+static inline uint64_t zbd_zone_capacity_end(const struct fio_zone_info *z)
 {
-       return z->type == ZBD_ZONE_TYPE_SWR;
+       return z->start + z->capacity;
 }
 
 /**
@@ -152,11 +201,12 @@ static bool zbd_zone_full(const struct fio_file *f, struct fio_zone_info *z,
 {
        assert((required & 511) == 0);
 
-       return zbd_zone_swr(z) &&
-               z->wp + required > z->start + f->zbd_info->zone_size;
+       return z->has_wp &&
+               z->wp + required > zbd_zone_capacity_end(z);
 }
 
-static void zone_lock(struct thread_data *td, struct fio_file *f, struct fio_zone_info *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;
@@ -164,6 +214,8 @@ static void zone_lock(struct thread_data *td, struct fio_file *f, struct fio_zon
        /* 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.
@@ -180,11 +232,26 @@ static void zone_lock(struct thread_data *td, struct fio_file *f, struct fio_zon
        }
 }
 
+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 bool is_valid_offset(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
 {
        return (uint64_t)(offset - f->file_offset) < f->io_size;
 }
 
+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];
+}
+
 /* Verify whether direct I/O is used for all host-managed zoned drives. */
 static bool zbd_using_direct_io(void)
 {
@@ -216,7 +283,7 @@ static bool zbd_is_seq_job(struct fio_file *f)
        zone_idx_b = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
        zone_idx_e = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size - 1);
        for (zone_idx = zone_idx_b; zone_idx <= zone_idx_e; zone_idx++)
-               if (zbd_zone_swr(&f->zbd_info->zone_info[zone_idx]))
+               if (get_zone(f, zone_idx)->has_wp)
                        return true;
 
        return false;
@@ -257,9 +324,7 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                return false;
                        }
 
-                       if (td->o.zone_skip &&
-                           (td->o.zone_skip < td->o.zone_size ||
-                            td->o.zone_skip % td->o.zone_size)) {
+                       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);
@@ -267,10 +332,10 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                        }
 
                        zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-                       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+                       z = get_zone(f, zone_idx);
                        if ((f->file_offset != z->start) &&
                            (td->o.td_ddir != TD_DDIR_READ)) {
-                               new_offset = (z+1)->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);
@@ -283,7 +348,7 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                f->file_offset = new_offset;
                        }
                        zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
-                       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+                       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)) {
@@ -297,9 +362,6 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                                         (unsigned long long) new_end - f->file_offset);
                                f->io_size = new_end - f->file_offset;
                        }
-
-                       f->min_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-                       f->max_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
                }
        }
 
@@ -310,20 +372,21 @@ static bool zbd_verify_bs(void)
 {
        struct thread_data *td;
        struct fio_file *f;
-       uint32_t zone_size;
        int i, j, k;
 
        for_each_td(td, i) {
                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 < ARRAY_SIZE(td->o.bs); k++) {
+                       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 %d\n",
+                                       log_info("%s: block size %llu is not a divisor of the zone size %llu\n",
                                                 f->file_name, td->o.bs[k],
-                                                zone_size);
+                                                (unsigned long long)zone_size);
                                        return false;
                                }
                        }
@@ -352,12 +415,12 @@ static int init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        uint32_t nr_zones;
        struct fio_zone_info *p;
        uint64_t zone_size = td->o.zone_size;
+       uint64_t zone_capacity = td->o.zone_capacity;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = NULL;
-       pthread_mutexattr_t attr;
        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;
        }
@@ -368,24 +431,40 @@ static int init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                return 1;
        }
 
+       if (zone_capacity == 0)
+               zone_capacity = zone_size;
+
+       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);
+               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]));
        if (!zbd_info)
                return -ENOMEM;
 
-       pthread_mutexattr_init(&attr);
-       pthread_mutexattr_setpshared(&attr, true);
-       pthread_mutex_init(&zbd_info->mutex, &attr);
-       pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
+       mutex_init_pshared(&zbd_info->mutex);
        zbd_info->refcount = 1;
        p = &zbd_info->zone_info[0];
        for (i = 0; i < nr_zones; i++, p++) {
-               pthread_mutex_init(&p->mutex, &attr);
+               mutex_init_pshared_with_type(&p->mutex,
+                                            PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
                p->start = i * zone_size;
-               p->wp = p->start + zone_size;
+               p->wp = p->start;
                p->type = ZBD_ZONE_TYPE_SWR;
                p->cond = ZBD_ZONE_COND_EMPTY;
+               p->capacity = zone_capacity;
+               p->has_wp = 1;
        }
        /* a sentinel */
        p->start = nr_zones * zone_size;
@@ -395,7 +474,6 @@ static int init_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;
-       pthread_mutexattr_destroy(&attr);
        return 0;
 }
 
@@ -415,11 +493,7 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        struct fio_zone_info *p;
        uint64_t zone_size, offset;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = NULL;
-       pthread_mutexattr_t attr;
-       int i, j, ret = 0;
-
-       pthread_mutexattr_init(&attr);
-       pthread_mutexattr_setpshared(&attr, true);
+       int i, j, ret = -ENOMEM;
 
        zones = calloc(ZBD_REPORT_MAX_ZONES, sizeof(struct zbd_zone));
        if (!zones)
@@ -451,22 +525,22 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 
        zbd_info = scalloc(1, sizeof(*zbd_info) +
                           (nr_zones + 1) * sizeof(zbd_info->zone_info[0]));
-       ret = -ENOMEM;
        if (!zbd_info)
                goto out;
-       pthread_mutex_init(&zbd_info->mutex, &attr);
-       pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
+       mutex_init_pshared(&zbd_info->mutex);
        zbd_info->refcount = 1;
        p = &zbd_info->zone_info[0];
        for (offset = 0, j = 0; j < nr_zones;) {
                z = &zones[0];
                for (i = 0; i < nrz; i++, j++, z++, p++) {
-                       pthread_mutex_init(&p->mutex, &attr);
+                       mutex_init_pshared_with_type(&p->mutex,
+                                                    PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
                        p->start = z->start;
+                       p->capacity = z->capacity;
                        switch (z->cond) {
                        case ZBD_ZONE_COND_NOT_WP:
                        case ZBD_ZONE_COND_FULL:
-                               p->wp = p->start + zone_size;
+                               p->wp = p->start + p->capacity;
                                break;
                        default:
                                assert(z->start <= z->wp);
@@ -474,8 +548,17 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                                p->wp = z->wp;
                                break;
                        }
+
+                       switch (z->type) {
+                       case ZBD_ZONE_TYPE_SWR:
+                               p->has_wp = 1;
+                               break;
+                       default:
+                               p->has_wp = 0;
+                       }
                        p->type = z->type;
                        p->cond = z->cond;
+
                        if (j > 0 && p->start != p[-1].start + zone_size) {
                                log_info("%s: invalid zone data\n",
                                         f->file_name);
@@ -487,8 +570,9 @@ 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, ZBD_REPORT_MAX_ZONES);
+               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",
@@ -512,10 +596,54 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 out:
        sfree(zbd_info);
        free(zones);
-       pthread_mutexattr_destroy(&attr);
        return ret;
 }
 
+static int zbd_set_max_open_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_open_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_open_zones = td->o.max_open_zones;
+       } else if (!td->o.max_open_zones) {
+               /* No user limit. Set limit to device limit */
+               zbd->max_open_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_open_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 */
+       zbd->max_open_zones = min_not_zero(zbd->max_open_zones,
+                                          (uint32_t) ZBD_MAX_OPEN_ZONES);
+       dprint(FD_ZBD, "%s: using max open zones limit: %"PRIu32"\n",
+              f->file_name, zbd->max_open_zones);
+
+       return 0;
+}
+
 /*
  * Allocate zone information and store it into f->zbd_info if zonemode=zbd.
  *
@@ -533,14 +661,16 @@ 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");
@@ -548,11 +678,16 @@ 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_open_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)
@@ -604,7 +739,12 @@ static int zbd_init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *file)
        return ret;
 }
 
-int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
+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;
        int i;
@@ -613,6 +753,44 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
                if (zbd_init_zone_info(td, f))
                        return 1;
        }
+       return 0;
+}
+
+void zbd_recalc_options_with_zone_granularity(struct thread_data *td)
+{
+       struct fio_file *f;
+       int i;
+
+       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;
+
+               if (zone_size == 0)
+                       continue;
+
+               if (td->o.size_nz > 0) {
+                       td->o.size = td->o.size_nz * zone_size;
+               }
+               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) {
+                       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) {
+                       td->o.zone_skip = td->o.zone_skip_nz * zone_size;
+               }
+       }
+}
+
+int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
+{
+       struct fio_file *f;
+       int i;
 
        if (!zbd_using_direct_io()) {
                log_err("Using direct I/O is mandatory for writing to ZBD drives\n\n");
@@ -627,11 +805,22 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
 
        for_each_file(td, f, i) {
                struct zoned_block_device_info *zbd = f->zbd_info;
+               struct fio_zone_info *z;
+               int zi;
 
-               if (!zbd)
-                       continue;
+               assert(zbd);
+
+               f->min_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
+               f->max_zone = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
 
-               zbd->max_open_zones = zbd->max_open_zones ?: ZBD_MAX_OPEN_ZONES;
+               /*
+                * When all zones in the I/O range are conventional, io_size
+                * can be smaller than zone size, making min_zone the same
+                * as max_zone. This is why the assert below needs to be made
+                * conditional.
+                */
+               if (zbd_is_seq_job(f))
+                       assert(f->min_zone < f->max_zone);
 
                if (td->o.max_open_zones > 0 &&
                    zbd->max_open_zones != td->o.max_open_zones) {
@@ -642,29 +831,59 @@ int zbd_setup_files(struct thread_data *td)
                        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_range - reset zones for a range of sectors
+ * zbd_reset_zone - reset the write pointer of a single zone
  * @td: FIO thread data.
- * @f: Fio file for which to reset zones
- * @sector: Starting sector in units of 512 bytes
- * @nr_sectors: Number of sectors in units of 512 bytes
+ * @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_range(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                          uint64_t offset, uint64_t length)
+static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
+                         struct fio_zone_info *z)
 {
-       uint32_t zone_idx_b, zone_idx_e;
-       struct fio_zone_info *zb, *ze, *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:
@@ -676,63 +895,39 @@ static int zbd_reset_range(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
                break;
        }
 
-       zone_idx_b = zbd_zone_idx(f, offset);
-       zb = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx_b];
-       zone_idx_e = zbd_zone_idx(f, offset + length);
-       ze = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx_e];
-       for (z = zb; z < ze; z++) {
-               pthread_mutex_lock(&z->mutex);
-               pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-               f->zbd_info->sectors_with_data -= z->wp - z->start;
-               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-               z->wp = z->start;
-               z->verify_block = 0;
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
-       }
+       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 += ze - zb;
+       td->ts.nr_zone_resets++;
 
        return ret;
 }
 
-static unsigned int zbd_zone_nr(struct zoned_block_device_info *zbd_info,
-                               struct fio_zone_info *zone)
-{
-       return zone - 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.
- */
-static int zbd_reset_zone(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
-                         struct fio_zone_info *z)
-{
-       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting wp of zone %u.\n", f->file_name,
-               zbd_zone_nr(f->zbd_info, z));
-
-       return zbd_reset_range(td, f, z->start, (z+1)->start - z->start);
-}
-
 /* The caller must hold f->zbd_info->mutex */
 static void zbd_close_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
-                          unsigned int open_zone_idx)
+                          unsigned int zone_idx)
 {
-       uint32_t zone_idx;
+       uint32_t open_zone_idx = 0;
 
-       assert(open_zone_idx < f->zbd_info->num_open_zones);
-       zone_idx = f->zbd_info->open_zones[open_zone_idx];
+       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--;
-       f->zbd_info->zone_info[zone_idx].open = 0;
+       get_zone(f, zone_idx)->open = 0;
 }
 
 /*
@@ -741,50 +936,35 @@ static void zbd_close_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
  * @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 *const ze)
 {
        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->zbd_info, zb), zbd_zone_nr(f->zbd_info, ze));
+               zbd_zone_nr(f, zb), zbd_zone_nr(f, ze));
        for (z = zb; z < ze; z++) {
-               uint32_t nz = z - f->zbd_info->zone_info;
+               uint32_t nz = zbd_zone_nr(f, z);
 
-               if (!zbd_zone_swr(z))
+               if (!z->has_wp)
                        continue;
                zone_lock(td, f, z);
-               if (all_zones) {
-                       unsigned int i;
-
-                       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-                       for (i = 0; i < f->zbd_info->num_open_zones; i++) {
-                               if (f->zbd_info->open_zones[i] == nz)
-                                       zbd_close_zone(td, f, i);
-                       }
-                       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-
-                       reset_wp = z->wp != z->start;
-               } else {
-                       reset_wp = z->wp % min_bs != 0;
-               }
-               if (reset_wp) {
+               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->zbd_info, z));
+                              f->file_name, zbd_zone_nr(f, z));
                        if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0)
                                res = 1;
                }
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               zone_unlock(z);
        }
 
        return res;
@@ -833,30 +1013,37 @@ enum swd_action {
 };
 
 /* Calculate the number of sectors with data (swd) and perform action 'a' */
-static uint64_t zbd_process_swd(const struct fio_file *f, enum swd_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 = &f->zbd_info->zone_info[zbd_zone_idx(f, f->file_offset)];
-       ze = &f->zbd_info->zone_info[zbd_zone_idx(f, f->file_offset +
-                                                 f->io_size)];
+       zb = get_zone(f, f->min_zone);
+       ze = get_zone(f, f->max_zone);
        for (z = zb; z < ze; z++) {
-               pthread_mutex_lock(&z->mutex);
+               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++)
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               if (z->has_wp)
+                       zone_unlock(z);
 
        return swd;
 }
@@ -867,44 +1054,35 @@ static uint64_t zbd_process_swd(const struct fio_file *f, enum swd_action a)
  */
 static const bool enable_check_swd = false;
 
-/* Check whether the value of zbd_info.sectors_with_data is correct. */
-static void zbd_check_swd(const struct fio_file *f)
-{
-       if (!enable_check_swd)
-               return;
-
-       zbd_process_swd(f, CHECK_SWD);
-}
-
-static void zbd_init_swd(struct fio_file *f)
+/* 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)
 {
-       uint64_t swd;
-
        if (!enable_check_swd)
                return;
 
-       swd = zbd_process_swd(f, SET_SWD);
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): swd = %" PRIu64 "\n", __func__, f->file_name,
-              swd);
+       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;
 
        if (!f->zbd_info || !td_write(td))
                return;
 
-       zb = &f->zbd_info->zone_info[f->min_zone];
-       ze = &f->zbd_info->zone_info[f->max_zone];
-       zbd_init_swd(f);
+       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);
        /*
         * 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 && td->runstate != TD_VERIFYING)
+               zbd_reset_zones(td, f, zb, ze);
        zbd_reset_write_cnt(td, f);
 }
 
@@ -932,12 +1110,11 @@ static bool is_zone_open(const struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
  * 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 io_u *io_u,
+static bool zbd_open_zone(struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
                          uint32_t zone_idx)
 {
        const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
-       const struct fio_file *f = io_u->file;
-       struct fio_zone_info *z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+       struct fio_zone_info *z = get_zone(f, zone_idx);
        bool res = true;
 
        if (z->cond == ZBD_ZONE_COND_OFFLINE)
@@ -951,8 +1128,15 @@ static bool zbd_open_zone(struct thread_data *td, const struct io_u *io_u,
                return false;
 
        pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-       if (is_zone_open(td, f, zone_idx))
+       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 &&
@@ -981,7 +1165,8 @@ static uint32_t pick_random_zone_idx(const struct fio_file *f,
 /*
  * 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. This algorithm can only work correctly if all write pointers are
+ * necessary. The open 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.
  */
@@ -994,10 +1179,11 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
        unsigned int open_zone_idx = -1;
        uint32_t zone_idx, new_zone_idx;
        int i;
+       bool wait_zone_close;
 
        assert(is_valid_offset(f, io_u->offset));
 
-       if (td->o.job_max_open_zones) {
+       if (td->o.max_open_zones || td->o.job_max_open_zones) {
                /*
                 * This statement accesses f->zbd_info->open_zones[] on purpose
                 * without locking.
@@ -1022,18 +1208,19 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
        for (;;) {
                uint32_t tmp_idx;
 
-               z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
-
-               zone_lock(td, f, z);
+               z = get_zone(f, zone_idx);
+               if (z->has_wp)
+                       zone_lock(td, f, z);
                pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-               if (td->o.job_max_open_zones == 0)
-                       goto examine_zone;
-               if (f->zbd_info->num_open_zones == 0) {
-                       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-                       pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
-                       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): no zones are open\n",
-                              __func__, f->file_name);
-                       return NULL;
+               if (z->has_wp) {
+                       if (z->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE &&
+                           td->o.max_open_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",
+                                      __func__, f->file_name);
+                               goto open_other_zone;
+                       }
                }
 
                /*
@@ -1042,7 +1229,8 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
                 * 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 < f->zbd_info->num_open_zones);
+               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++) {
                        uint32_t tmpz;
@@ -1061,7 +1249,8 @@ 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(&z->mutex);
+               if (z->has_wp)
+                       zone_unlock(z);
                return NULL;
 
 found_candidate_zone:
@@ -1070,39 +1259,59 @@ found_candidate_zone:
                        break;
                zone_idx = new_zone_idx;
                pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               if (z->has_wp)
+                       zone_unlock(z);
        }
 
        /* Both z->mutex and f->zbd_info->mutex are held. */
 
 examine_zone:
-       if (z->wp + min_bs <= (z+1)->start) {
+       if (z->wp + min_bs <= zbd_zone_capacity_end(z)) {
                pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
                goto out;
        }
-       dprint(FD_ZBD, "%s(%s): closing zone %d\n", __func__, f->file_name,
-              zone_idx);
-       if (td->o.job_max_open_zones)
-               zbd_close_zone(td, f, open_zone_idx);
+
+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) ||
+               (td->o.job_max_open_zones &&
+                td->num_open_zones == td->o.job_max_open_zones);
+
        pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->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.
+        */
+       if (wait_zone_close) {
+               dprint(FD_ZBD, "%s(%s): quiesce to allow open zones to close\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--) {
                zone_idx++;
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               if (z->has_wp)
+                       zone_unlock(z);
                z++;
                if (!is_valid_offset(f, z->start)) {
                        /* Wrap-around. */
                        zone_idx = f->min_zone;
-                       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+                       z = 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)
                        continue;
-               if (zbd_open_zone(td, io_u, zone_idx))
+               if (zbd_open_zone(td, f, zone_idx))
                        goto out;
        }
 
@@ -1115,17 +1324,17 @@ examine_zone:
                if (zone_idx < f->min_zone || zone_idx >= f->max_zone)
                        continue;
                pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               zone_unlock(z);
 
-               z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+               z = get_zone(f, zone_idx);
 
                zone_lock(td, f, z);
-               if (z->wp + min_bs <= (z+1)->start)
+               if (z->wp + min_bs <= zbd_zone_capacity_end(z))
                        goto out;
                pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
        }
        pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-       pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+       zone_unlock(z);
        dprint(FD_ZBD, "%s(%s): did not open another zone\n", __func__,
               f->file_name);
        return NULL;
@@ -1134,6 +1343,8 @@ out:
        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;
 }
 
@@ -1145,26 +1356,39 @@ static struct fio_zone_info *zbd_replay_write_order(struct thread_data *td,
        const struct fio_file *f = io_u->file;
        const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[DDIR_WRITE];
 
-       if (!zbd_open_zone(td, io_u, z - f->zbd_info->zone_info)) {
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+       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 >= f->zbd_info->zone_size)
+       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) f->zbd_info->zone_size);
-       io_u->offset = z->start + z->verify_block++ * min_bs;
+                       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 below the write pointer. Start
- * searching in zones @zb + 1 .. @zl and continue searching in zones
- * @zf .. @zb - 1.
+ * 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.
  *
- * Either returns NULL or returns a zone pointer and holds the mutex for that
- * zone.
+ * 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,
@@ -1173,8 +1397,7 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        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 =
-               &f->zbd_info->zone_info[zbd_zone_idx(f, f->file_offset)];
+       const struct fio_zone_info *const zf = get_zone(f, f->min_zone);
 
        /*
         * Skip to the next non-empty zone in case of sequential I/O and to
@@ -1182,19 +1405,23 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
         */
        for (z1 = zb + 1, z2 = zb - 1; z1 < zl || z2 >= zf; z1++, z2--) {
                if (z1 < zl && z1->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE) {
-                       zone_lock(td, f, z1);
+                       if (z1->has_wp)
+                               zone_lock(td, f, z1);
                        if (z1->start + min_bs <= z1->wp)
                                return z1;
-                       pthread_mutex_unlock(&z1->mutex);
+                       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) {
-                       zone_lock(td, f, z2);
+                       if (z2->has_wp)
+                               zone_lock(td, f, z2);
                        if (z2->start + min_bs <= z2->wp)
                                return z2;
-                       pthread_mutex_unlock(&z2->mutex);
+                       if (z2->has_wp)
+                               zone_unlock(z2);
                }
        }
        dprint(FD_ZBD, "%s: adjusting random read offset failed\n",
@@ -1202,6 +1429,28 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
        return NULL;
 }
 
+/**
+ * zbd_end_zone_io - update zone status at command completion
+ * @io_u: I/O unit
+ * @z: zone info pointer
+ *
+ * If the write command made the zone full, close it.
+ *
+ * The caller must hold z->mutex.
+ */
+static void zbd_end_zone_io(struct thread_data *td, const struct io_u *io_u,
+                           struct fio_zone_info *z)
+{
+       const struct fio_file *f = io_u->file;
+
+       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));
+               pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+       }
+}
+
 /**
  * zbd_queue_io - update the write pointer of a sequential zone
  * @io_u: I/O unit
@@ -1211,7 +1460,8 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
  * For write and trim operations, update the write pointer of the I/O unit
  * target zone.
  */
-static void zbd_queue_io(struct io_u *io_u, int q, bool success)
+static void zbd_queue_io(struct thread_data *td, struct io_u *io_u, int q,
+                        bool success)
 {
        const struct fio_file *f = io_u->file;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = f->zbd_info;
@@ -1219,15 +1469,13 @@ static void zbd_queue_io(struct io_u *io_u, int q, bool success)
        uint32_t zone_idx;
        uint64_t zone_end;
 
-       if (!zbd_info)
-               return;
+       assert(zbd_info);
 
        zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
        assert(zone_idx < zbd_info->nr_zones);
-       z = &zbd_info->zone_info[zone_idx];
+       z = get_zone(f, zone_idx);
 
-       if (!zbd_zone_swr(z))
-               return;
+       assert(z->has_wp);
 
        if (!success)
                goto unlock;
@@ -1239,14 +1487,16 @@ static void zbd_queue_io(struct io_u *io_u, int q, bool success)
        switch (io_u->ddir) {
        case DDIR_WRITE:
                zone_end = min((uint64_t)(io_u->offset + io_u->buflen),
-                              (z + 1)->start);
+                              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)
+               if (z->wp <= zone_end) {
                        zbd_info->sectors_with_data += zone_end - z->wp;
+                       zbd_info->wp_sectors_with_data += zone_end - z->wp;
+               }
                pthread_mutex_unlock(&zbd_info->mutex);
                z->wp = zone_end;
                break;
@@ -1257,10 +1507,13 @@ static void zbd_queue_io(struct io_u *io_u, int q, bool success)
                break;
        }
 
+       if (q == FIO_Q_COMPLETED && !io_u->error)
+               zbd_end_zone_io(td, io_u, z);
+
 unlock:
        if (!success || q != FIO_Q_QUEUED) {
                /* BUSY or COMPLETED: unlock the zone */
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               zone_unlock(z);
                io_u->zbd_put_io = NULL;
        }
 }
@@ -1269,31 +1522,29 @@ unlock:
  * zbd_put_io - Unlock an I/O unit target zone lock
  * @io_u: I/O unit
  */
-static void zbd_put_io(const struct io_u *io_u)
+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;
-       int ret;
 
-       if (!zbd_info)
-               return;
+       assert(zbd_info);
 
        zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
        assert(zone_idx < zbd_info->nr_zones);
-       z = &zbd_info->zone_info[zone_idx];
+       z = get_zone(f, zone_idx);
 
-       if (!zbd_zone_swr(z))
-               return;
+       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);
 
-       ret = pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
-       assert(ret == 0);
-       zbd_check_swd(f);
+       zbd_end_zone_io(td, io_u, z);
+
+       zone_unlock(z);
+       zbd_check_swd(td, f);
 }
 
 /*
@@ -1334,6 +1585,28 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
        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);
+
+       /*
+        * 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 &&
+           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);
+               td->io_skip_bytes += zbd_zone_end(z) - f->last_pos[ddir];
+               f->last_pos[ddir] = zbd_zone_end(z);
+       }
 
        /*
         * zone_skip is valid only for sequential workloads.
@@ -1348,11 +1621,8 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
         * - For reads with td->o.read_beyond_wp == false, the last position
         *   reached the zone write pointer.
         */
-       zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->last_pos[ddir]);
-       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
-
        if (td->zone_bytes >= td->o.zone_size ||
-           f->last_pos[ddir] >= (z+1)->start ||
+           f->last_pos[ddir] >= zbd_zone_end(z) ||
            (ddir == DDIR_READ &&
             (!td->o.read_beyond_wp) && f->last_pos[ddir] >= z->wp)) {
                /*
@@ -1373,7 +1643,7 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 }
 
 /**
- * zbd_adjust_ddir - Adjust an I/O direction for zonedmode=zbd.
+ * zbd_adjust_ddir - Adjust an I/O direction for zonemode=zbd.
  *
  * @td: FIO thread data.
  * @io_u: FIO I/O unit.
@@ -1390,6 +1660,7 @@ 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;
 
@@ -1419,19 +1690,39 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        uint64_t new_len;
        int64_t range;
 
-       if (!f->zbd_info)
-               return io_u_accept;
-
+       assert(f->zbd_info);
        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 = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx_b];
+       zb = get_zone(f, zone_idx_b);
        orig_zb = zb;
 
-       /* Accept the I/O offset for conventional zones. */
-       if (!zbd_zone_swr(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.
+                */
+               if (!(zb + 1)->has_wp ||
+                   io_u->offset + io_u->buflen <= (zb + 1)->start)
+                       return io_u_accept;
+
+               if (io_u->offset + min_bs > (zb + 1)->start) {
+                       dprint(FD_IO,
+                              "%s: off=%llu + min_bs=%u > next zone %llu\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);
+               } else {
+                       new_len = (zb + 1)->start - io_u->offset;
+               }
+               io_u->buflen = new_len / min_bs * min_bs;
                return io_u_accept;
+       }
 
        /*
         * Accept the I/O offset for reads if reading beyond the write pointer
@@ -1441,15 +1732,14 @@ 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(f);
+       zbd_check_swd(td, f);
 
        zone_lock(td, f, zb);
 
        switch (io_u->ddir) {
        case DDIR_READ:
-               if (td->runstate == TD_VERIFYING) {
-                       if (td_write(td))
-                               zb = zbd_replay_write_order(td, io_u, zb);
+               if (td->runstate == TD_VERIFYING && td_write(td)) {
+                       zb = zbd_replay_write_order(td, io_u, zb);
                        goto accept;
                }
                /*
@@ -1461,9 +1751,8 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        zb->wp - zb->start : 0;
                if (range < min_bs ||
                    ((!td_random(td)) && (io_u->offset + min_bs > zb->wp))) {
-                       pthread_mutex_unlock(&zb->mutex);
-                       zl = &f->zbd_info->zone_info[zbd_zone_idx(f,
-                                               f->file_offset + f->io_size)];
+                       zone_unlock(zb);
+                       zl = get_zone(f, f->max_zone);
                        zb = zbd_find_zone(td, io_u, zb, zl);
                        if (!zb) {
                                dprint(FD_ZBD,
@@ -1492,6 +1781,12 @@ 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.
                 */
@@ -1507,18 +1802,27 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                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 > f->zbd_info->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);
                        goto eof;
-               if (!zbd_open_zone(td, io_u, zone_idx_b)) {
-                       pthread_mutex_unlock(&zb->mutex);
+               }
+               if (!zbd_open_zone(td, f, zone_idx_b)) {
+                       zone_unlock(zb);
                        zb = zbd_convert_to_open_zone(td, io_u);
-                       if (!zb)
+                       if (!zb) {
+                               dprint(FD_IO, "%s: can't convert to open zone",
+                                      f->file_name);
                                goto eof;
-                       zone_idx_b = zb - f->zbd_info->zone_info;
+                       }
+                       zone_idx_b = zbd_zone_nr(f, zb);
                }
                /* Check whether the zone reset threshold has been exceeded */
                if (td->o.zrf.u.f) {
-                       if (f->zbd_info->sectors_with_data >=
+                       if (f->zbd_info->wp_sectors_with_data >=
                            f->io_size * td->o.zrt.u.f &&
                            zbd_dec_and_reset_write_cnt(td, f)) {
                                zb->reset_zone = 1;
@@ -1538,13 +1842,22 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        zb->reset_zone = 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);
+                               goto eof;
+                       }
                }
                /* Make writes occur at the write pointer */
                assert(!zbd_zone_full(f, zb, min_bs));
                io_u->offset = zb->wp;
                if (!is_valid_offset(f, io_u->offset)) {
-                       dprint(FD_ZBD, "Dropped request with offset %llu\n",
-                              io_u->offset);
+                       td_verror(td, EINVAL, "invalid WP value");
+                       dprint(FD_ZBD, "%s: dropped request with offset %llu\n",
+                              f->file_name, io_u->offset);
                        goto eof;
                }
                /*
@@ -1553,7 +1866,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                 * small.
                 */
                new_len = min((unsigned long long)io_u->buflen,
-                             (zb + 1)->start - io_u->offset);
+                             zbd_zone_capacity_end(zb) - io_u->offset);
                new_len = new_len / min_bs * min_bs;
                if (new_len == io_u->buflen)
                        goto accept;
@@ -1563,9 +1876,9 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                               orig_len, io_u->buflen);
                        goto accept;
                }
-               log_err("Zone remainder %lld smaller than minimum block size %d\n",
-                       ((zb + 1)->start - io_u->offset),
-                       min_bs);
+               td_verror(td, EIO, "zone remainder too small");
+               log_err("zone remainder %lld smaller than min block size %d\n",
+                       (zbd_zone_capacity_end(zb) - io_u->offset), min_bs);
                goto eof;
        case DDIR_TRIM:
                /* fall-through */
@@ -1581,17 +1894,23 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        assert(false);
 
 accept:
-       assert(zb);
+       assert(zb->has_wp);
        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)
-               pthread_mutex_unlock(&zb->mutex);
+       if (zb && zb->has_wp)
+               zone_unlock(zb);
        return io_u_eof;
 }