zbd: engines/libzbc: don't fail on assert for offline zones
[fio.git] / zbd.c
diff --git a/zbd.c b/zbd.c
index 0dd5a6191f8244f50e58470a0493ee1c5aae79a9..a834f94c03fa0f8dd80ea5be6a1d685977c1192d 100644 (file)
--- a/zbd.c
+++ b/zbd.c
@@ -7,13 +7,11 @@
 #include <errno.h>
 #include <string.h>
 #include <stdlib.h>
-#include <dirent.h>
 #include <fcntl.h>
-#include <sys/ioctl.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
-#include <linux/blkzoned.h>
 
+#include "os/os.h"
 #include "file.h"
 #include "fio.h"
 #include "lib/pow2.h"
 #include "oslib/asprintf.h"
 #include "smalloc.h"
 #include "verify.h"
+#include "pshared.h"
 #include "zbd.h"
 
+/**
+ * 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)
+{
+       int ret;
+
+       if (td->io_ops && td->io_ops->get_zoned_model)
+               ret = td->io_ops->get_zoned_model(td, f, model);
+       else
+               ret = blkzoned_get_zoned_model(td, f, model);
+       if (ret < 0) {
+               td_verror(td, errno, "get zoned model failed");
+               log_err("%s: get zoned model failed (%d).\n",
+                       f->file_name, errno);
+       }
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * zbd_report_zones - Get zone information
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file for which to get zone information
+ * @offset: offset from which to report zones
+ * @zones: Array of struct zbd_zone
+ * @nr_zones: Size of @zones array
+ *
+ * Get zone information into @zones starting from the zone at offset @offset
+ * for the device specified by @f.
+ *
+ * Returns the number of zones reported upon success and a negative error code
+ * 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)
+{
+       int ret;
+
+       if (td->io_ops && td->io_ops->report_zones)
+               ret = td->io_ops->report_zones(td, f, offset, zones, nr_zones);
+       else
+               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);
+       } 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);
+               ret = -EIO;
+       }
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * zbd_reset_wp - reset the write pointer of a range of zones
+ * @td: FIO thread data.
+ * @f: FIO file for which to reset zones
+ * @offset: Starting offset of the first zone to reset
+ * @length: Length of the range of zones to reset
+ *
+ * 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)
+{
+       int ret;
+
+       if (td->io_ops && td->io_ops->reset_wp)
+               ret = td->io_ops->reset_wp(td, f, offset, length);
+       else
+               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);
+       }
+
+       return ret;
+}
+
 /**
  * zbd_zone_idx - convert an offset into a zone number
  * @f: file pointer.
@@ -41,6 +131,33 @@ static uint32_t zbd_zone_idx(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
        return min(zone_idx, f->zbd_info->nr_zones);
 }
 
+/**
+ * zbd_zone_swr - Test whether a zone requires sequential writes
+ * @z: zone info pointer.
+ */
+static inline bool zbd_zone_swr(struct fio_zone_info *z)
+{
+       return z->type == ZBD_ZONE_TYPE_SWR;
+}
+
+/**
+ * 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.
@@ -54,8 +171,40 @@ static bool zbd_zone_full(const struct fio_file *f, struct fio_zone_info *z,
 {
        assert((required & 511) == 0);
 
-       return z->type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ &&
-               z->wp + required > z->start + f->zbd_info->zone_size;
+       return zbd_zone_swr(z) &&
+               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)
+{
+       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);
+
+       /*
+        * 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;
+
+       ret = pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+       assert(!ret);
 }
 
 static bool is_valid_offset(const struct fio_file *f, uint64_t offset)
@@ -63,6 +212,12 @@ 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)
 {
@@ -75,7 +230,7 @@ static bool zbd_using_direct_io(void)
                        continue;
                for_each_file(td, f, j) {
                        if (f->zbd_info &&
-                           f->zbd_info->model == ZBD_DM_HOST_MANAGED)
+                           f->zbd_info->model == ZBD_HOST_MANAGED)
                                return false;
                }
        }
@@ -94,8 +249,7 @@ 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 (f->zbd_info->zone_info[zone_idx].type ==
-                   BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
+               if (zbd_zone_swr(get_zone(f, zone_idx)))
                        return true;
 
        return false;
@@ -146,9 +300,10 @@ static bool zbd_verify_sizes(void)
                        }
 
                        zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-                       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
-                       if (f->file_offset != z->start) {
-                               new_offset = (z+1)->start;
+                       z = get_zone(f, zone_idx);
+                       if ((f->file_offset != z->start) &&
+                           (td->o.td_ddir != TD_DDIR_READ)) {
+                               new_offset = zbd_zone_end(z);
                                if (new_offset >= f->file_offset + f->io_size) {
                                        log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
                                                 f->file_name);
@@ -161,9 +316,10 @@ 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 (f->file_offset + f->io_size != new_end) {
+                       if ((td->o.td_ddir != TD_DDIR_READ) &&
+                           (f->file_offset + f->io_size != new_end)) {
                                if (new_end <= f->file_offset) {
                                        log_info("%s: io_size must be at least one zone\n",
                                                 f->file_name);
@@ -174,6 +330,10 @@ 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);
+                       assert(f->min_zone < f->max_zone);
                }
        }
 
@@ -192,7 +352,7 @@ static bool zbd_verify_bs(void)
                        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",
@@ -206,119 +366,6 @@ static bool zbd_verify_bs(void)
        return true;
 }
 
-/*
- * Read zone information into @buf starting from sector @start_sector.
- * @fd is a file descriptor that refers to a block device and @bufsz is the
- * size of @buf.
- *
- * Returns 0 upon success and a negative error code upon failure.
- * If the zone report is empty, always assume an error (device problem) and
- * return -EIO.
- */
-static int read_zone_info(int fd, uint64_t start_sector,
-                         void *buf, unsigned int bufsz)
-{
-       struct blk_zone_report *hdr = buf;
-       int ret;
-
-       if (bufsz < sizeof(*hdr))
-               return -EINVAL;
-
-       memset(hdr, 0, sizeof(*hdr));
-
-       hdr->nr_zones = (bufsz - sizeof(*hdr)) / sizeof(struct blk_zone);
-       hdr->sector = start_sector;
-       ret = ioctl(fd, BLKREPORTZONE, hdr);
-       if (ret)
-               return -errno;
-       if (!hdr->nr_zones)
-               return -EIO;
-       return 0;
-}
-
-/*
- * Read up to 255 characters from the first line of a file. Strip the trailing
- * newline.
- */
-static char *read_file(const char *path)
-{
-       char line[256], *p = line;
-       FILE *f;
-
-       f = fopen(path, "rb");
-       if (!f)
-               return NULL;
-       if (!fgets(line, sizeof(line), f))
-               line[0] = '\0';
-       strsep(&p, "\n");
-       fclose(f);
-
-       return strdup(line);
-}
-
-static enum blk_zoned_model get_zbd_model(const char *file_name)
-{
-       enum blk_zoned_model model = ZBD_DM_NONE;
-       char *zoned_attr_path = NULL;
-       char *model_str = NULL;
-       struct stat statbuf;
-       char *sys_devno_path = NULL;
-       char *part_attr_path = NULL;
-       char *part_str = NULL;
-       char sys_path[PATH_MAX];
-       ssize_t sz;
-       char *delim = NULL;
-
-       if (stat(file_name, &statbuf) < 0)
-               goto out;
-
-       if (asprintf(&sys_devno_path, "/sys/dev/block/%d:%d",
-                    major(statbuf.st_rdev), minor(statbuf.st_rdev)) < 0)
-               goto out;
-
-       sz = readlink(sys_devno_path, sys_path, sizeof(sys_path) - 1);
-       if (sz < 0)
-               goto out;
-       sys_path[sz] = '\0';
-
-       /*
-        * If the device is a partition device, cut the device name in the
-        * canonical sysfs path to obtain the sysfs path of the holder device.
-        *   e.g.:  /sys/devices/.../sda/sda1 -> /sys/devices/.../sda
-        */
-       if (asprintf(&part_attr_path, "/sys/dev/block/%s/partition",
-                    sys_path) < 0)
-               goto out;
-       part_str = read_file(part_attr_path);
-       if (part_str && *part_str == '1') {
-               delim = strrchr(sys_path, '/');
-               if (!delim)
-                       goto out;
-               *delim = '\0';
-       }
-
-       if (asprintf(&zoned_attr_path,
-                    "/sys/dev/block/%s/queue/zoned", sys_path) < 0)
-               goto out;
-
-       model_str = read_file(zoned_attr_path);
-       if (!model_str)
-               goto out;
-       dprint(FD_ZBD, "%s: zbd model string: %s\n", file_name, model_str);
-       if (strcmp(model_str, "host-aware") == 0)
-               model = ZBD_DM_HOST_AWARE;
-       else if (strcmp(model_str, "host-managed") == 0)
-               model = ZBD_DM_HOST_MANAGED;
-
-out:
-       free(model_str);
-       free(zoned_attr_path);
-       free(part_str);
-       free(part_attr_path);
-       free(sys_devno_path);
-       return model;
-}
-
 static int ilog2(uint64_t i)
 {
        int log = -1;
@@ -339,8 +386,8 @@ 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) {
@@ -355,24 +402,33 @@ 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;
+       }
+
        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_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
-       pthread_mutexattr_setpshared(&attr, true);
-       pthread_mutex_init(&zbd_info->mutex, &attr);
+       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->type = BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ;
-               p->cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
+               p->wp = p->start;
+               p->type = ZBD_ZONE_TYPE_SWR;
+               p->cond = ZBD_ZONE_COND_EMPTY;
+               p->capacity = zone_capacity;
        }
        /* a sentinel */
        p->start = nr_zones * zone_size;
@@ -380,58 +436,42 @@ static int init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
        f->zbd_info = zbd_info;
        f->zbd_info->zone_size = zone_size;
        f->zbd_info->zone_size_log2 = is_power_of_2(zone_size) ?
-               ilog2(zone_size) : -1;
+               ilog2(zone_size) : 0;
        f->zbd_info->nr_zones = nr_zones;
-       pthread_mutexattr_destroy(&attr);
        return 0;
 }
 
 /*
- * Parse the BLKREPORTZONE output and store it in f->zbd_info. Must be called
- * only for devices that support this ioctl, namely zoned block devices.
+ * Maximum number of zones to report in one operation.
+ */
+#define ZBD_REPORT_MAX_ZONES   8192U
+
+/*
+ * Parse the device zone report and store it in f->zbd_info. Must be called
+ * only for devices that are zoned, namely those with a model != ZBD_NONE.
  */
 static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 {
-       const unsigned int bufsz = sizeof(struct blk_zone_report) +
-               4096 * sizeof(struct blk_zone);
-       uint32_t nr_zones;
-       struct blk_zone_report *hdr;
-       const struct blk_zone *z;
+       int nr_zones, nrz;
+       struct zbd_zone *zones, *z;
        struct fio_zone_info *p;
-       uint64_t zone_size, start_sector;
+       uint64_t zone_size, offset;
        struct zoned_block_device_info *zbd_info = NULL;
-       pthread_mutexattr_t attr;
-       void *buf;
-       int fd, i, j, ret = 0;
-
-       pthread_mutexattr_init(&attr);
-       pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
-       pthread_mutexattr_setpshared(&attr, true);
+       int i, j, ret = -ENOMEM;
 
-       buf = malloc(bufsz);
-       if (!buf)
+       zones = calloc(ZBD_REPORT_MAX_ZONES, sizeof(struct zbd_zone));
+       if (!zones)
                goto out;
 
-       fd = open(f->file_name, O_RDONLY | O_LARGEFILE);
-       if (fd < 0) {
-               ret = -errno;
-               goto free;
+       nrz = zbd_report_zones(td, f, 0, zones, ZBD_REPORT_MAX_ZONES);
+       if (nrz < 0) {
+               ret = nrz;
+               log_info("fio: report zones (offset 0) failed for %s (%d).\n",
+                        f->file_name, -ret);
+               goto out;
        }
 
-       ret = read_zone_info(fd, 0, buf, bufsz);
-       if (ret < 0) {
-               log_info("fio: BLKREPORTZONE(%lu) failed for %s (%d).\n",
-                        0UL, f->file_name, -ret);
-               goto close;
-       }
-       hdr = buf;
-       if (hdr->nr_zones < 1) {
-               log_info("fio: %s has invalid zone information.\n",
-                        f->file_name);
-               goto close;
-       }
-       z = (void *)(hdr + 1);
-       zone_size = z->len << 9;
+       zone_size = zones[0].len;
        nr_zones = (f->real_file_size + zone_size - 1) / zone_size;
 
        if (td->o.zone_size == 0) {
@@ -441,7 +481,7 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                        f->file_name, (unsigned long long) td->o.zone_size,
                        (unsigned long long) zone_size);
                ret = -EINVAL;
-               goto close;
+               goto out;
        }
 
        dprint(FD_ZBD, "Device %s has %d zones of size %llu KB\n", f->file_name,
@@ -449,26 +489,27 @@ 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 close;
-       pthread_mutex_init(&zbd_info->mutex, &attr);
+               goto out;
+       mutex_init_pshared(&zbd_info->mutex);
        zbd_info->refcount = 1;
        p = &zbd_info->zone_info[0];
-       for (start_sector = 0, j = 0; j < nr_zones;) {
-               z = (void *)(hdr + 1);
-               for (i = 0; i < hdr->nr_zones; i++, j++, z++, p++) {
-                       pthread_mutex_init(&p->mutex, &attr);
-                       p->start = z->start << 9;
+       for (offset = 0, j = 0; j < nr_zones;) {
+               z = &zones[0];
+               for (i = 0; i < nrz; i++, j++, z++, p++) {
+                       mutex_init_pshared_with_type(&p->mutex,
+                                                    PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
+                       p->start = z->start;
+                       p->capacity = z->capacity;
                        switch (z->cond) {
-                       case BLK_ZONE_COND_NOT_WP:
-                       case BLK_ZONE_COND_FULL:
-                               p->wp = p->start + zone_size;
+                       case ZBD_ZONE_COND_NOT_WP:
+                       case ZBD_ZONE_COND_FULL:
+                               p->wp = p->start + p->capacity;
                                break;
                        default:
                                assert(z->start <= z->wp);
-                               assert(z->wp <= z->start + (zone_size >> 9));
-                               p->wp = z->wp << 9;
+                               assert(z->wp <= z->start + zone_size);
+                               p->wp = z->wp;
                                break;
                        }
                        p->type = z->type;
@@ -477,38 +518,38 @@ static int parse_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
                                log_info("%s: invalid zone data\n",
                                         f->file_name);
                                ret = -EINVAL;
-                               goto close;
+                               goto out;
                        }
                }
                z--;
-               start_sector = z->start + z->len;
+               offset = z->start + z->len;
                if (j >= nr_zones)
                        break;
-               ret = read_zone_info(fd, start_sector, buf, bufsz);
-               if (ret < 0) {
-                       log_info("fio: BLKREPORTZONE(%llu) failed for %s (%d).\n",
-                                (unsigned long long) start_sector, f->file_name, -ret);
-                       goto close;
+               nrz = zbd_report_zones(td, f, offset,
+                                           zones, 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);
+                       goto out;
                }
        }
+
        /* a sentinel */
-       zbd_info->zone_info[nr_zones].start = start_sector << 9;
+       zbd_info->zone_info[nr_zones].start = offset;
 
        f->zbd_info = zbd_info;
        f->zbd_info->zone_size = zone_size;
        f->zbd_info->zone_size_log2 = is_power_of_2(zone_size) ?
-               ilog2(zone_size) : -1;
+               ilog2(zone_size) : 0;
        f->zbd_info->nr_zones = nr_zones;
        zbd_info = NULL;
        ret = 0;
 
-close:
-       sfree(zbd_info);
-       close(fd);
-free:
-       free(buf);
 out:
-       pthread_mutexattr_destroy(&attr);
+       sfree(zbd_info);
+       free(zones);
        return ret;
 }
 
@@ -519,23 +560,35 @@ out:
  */
 static int zbd_create_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 {
-       enum blk_zoned_model zbd_model;
-       int ret = 0;
+       enum zbd_zoned_model zbd_model;
+       int ret;
 
        assert(td->o.zone_mode == ZONE_MODE_ZBD);
 
-       zbd_model = get_zbd_model(f->file_name);
+       ret = zbd_get_zoned_model(td, f, &zbd_model);
+       if (ret)
+               return ret;
+
        switch (zbd_model) {
-       case ZBD_DM_HOST_AWARE:
-       case ZBD_DM_HOST_MANAGED:
+       case ZBD_IGNORE:
+               return 0;
+       case ZBD_HOST_AWARE:
+       case ZBD_HOST_MANAGED:
                ret = parse_zone_info(td, f);
                break;
-       case ZBD_DM_NONE:
+       case ZBD_NONE:
                ret = init_zone_info(td, f);
                break;
+       default:
+               td_verror(td, EINVAL, "Unsupported zoned model");
+               log_err("Unsupported zoned model\n");
+               return -EINVAL;
        }
-       if (ret == 0)
+
+       if (ret == 0) {
                f->zbd_info->model = zbd_model;
+               f->zbd_info->max_open_zones = td->o.max_open_zones;
+       }
        return ret;
 }
 
@@ -543,8 +596,7 @@ void zbd_free_zone_info(struct fio_file *f)
 {
        uint32_t refcount;
 
-       if (!f->zbd_info)
-               return;
+       assert(f->zbd_info);
 
        pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
        refcount = --f->zbd_info->refcount;
@@ -589,14 +641,17 @@ static int zbd_init_zone_info(struct thread_data *td, struct fio_file *file)
        return ret;
 }
 
-int zbd_init(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_setup_files(struct thread_data *td)
 {
        struct fio_file *f;
        int i;
 
        for_each_file(td, f, i) {
-               if (f->filetype != FIO_TYPE_BLOCK)
-                       continue;
                if (zbd_init_zone_info(td, f))
                        return 1;
        }
@@ -612,86 +667,123 @@ int zbd_init(struct thread_data *td)
        if (!zbd_verify_bs())
                return 1;
 
+       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;
+
+               zbd->max_open_zones = zbd->max_open_zones ?: ZBD_MAX_OPEN_ZONES;
+
+               if (td->o.max_open_zones > 0 &&
+                   zbd->max_open_zones != td->o.max_open_zones) {
+                       log_err("Different 'max_open_zones' values\n");
+                       return 1;
+               }
+               if (zbd->max_open_zones > ZBD_MAX_OPEN_ZONES) {
+                       log_err("'max_open_zones' value is limited by %u\n", ZBD_MAX_OPEN_ZONES);
+                       return 1;
+               }
+
+               for (zi = f->min_zone; zi < f->max_zone; zi++) {
+                       z = &zbd->zone_info[zi];
+                       if (z->cond != ZBD_ZONE_COND_IMP_OPEN &&
+                           z->cond != ZBD_ZONE_COND_EXP_OPEN)
+                               continue;
+                       if (zbd_open_zone(td, f, zi))
+                               continue;
+                       /*
+                        * If the number of open zones exceeds specified limits,
+                        * reset all extra open zones.
+                        */
+                       if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0) {
+                               log_err("Failed to reest zone %d\n", zi);
+                               return 1;
+                       }
+               }
+       }
+
        return 0;
 }
 
+static inline unsigned int zbd_zone_nr(const struct fio_file *f,
+                                      struct fio_zone_info *zone)
+{
+       return zone - f->zbd_info->zone_info;
+}
+
 /**
- * zbd_reset_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, const 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)
 {
-       struct blk_zone_range zr = {
-               .sector         = offset >> 9,
-               .nr_sectors     = length >> 9,
-       };
-       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;
        int ret = 0;
 
-       assert(f->fd != -1);
+       if (z->wp == z->start)
+               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_DM_HOST_AWARE:
-       case ZBD_DM_HOST_MANAGED:
-               ret = ioctl(f->fd, BLKRESETZONE, &zr);
-               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, zr.nr_sectors, zr.sector, errno);
+       case ZBD_HOST_AWARE:
+       case ZBD_HOST_MANAGED:
+               ret = zbd_reset_wp(td, f, offset, length);
+               if (ret < 0)
                        return ret;
-               }
                break;
-       case ZBD_DM_NONE:
+       default:
                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 -= z->wp - z->start;
+       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)
+/* 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)
 {
-       return zone - zbd_info->zone_info;
-}
+       uint32_t open_zone_idx = 0;
 
-/**
- * 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, const 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));
+       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) {
+               dprint(FD_ZBD, "%s: zone %d is not open\n",
+                      f->file_name, zone_idx);
+               return;
+       }
 
-       return zbd_reset_range(td, f, z->start, (z+1)->start - z->start);
+       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;
 }
 
 /*
@@ -712,24 +804,32 @@ static int zbd_reset_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
        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));
-       assert(f->fd != -1);
+               zbd_zone_nr(f, zb), zbd_zone_nr(f, ze));
        for (z = zb; z < ze; z++) {
-               pthread_mutex_lock(&z->mutex);
-               if (z->type == BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ) {
-                       reset_wp = all_zones ? z->wp != z->start :
-                                       (td->o.td_ddir & TD_DDIR_WRITE) &&
-                                       z->wp % min_bs != 0;
-                       if (reset_wp) {
-                               dprint(FD_ZBD, "%s: resetting zone %u\n",
-                                      f->file_name,
-                                      zbd_zone_nr(f->zbd_info, z));
-                               if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0)
-                                       res = 1;
-                       }
+               uint32_t nz = zbd_zone_nr(f, z);
+
+               if (!zbd_zone_swr(z))
+                       continue;
+               zone_lock(td, f, z);
+               if (all_zones) {
+                       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+                       zbd_close_zone(td, f, nz);
+                       pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
+
+                       reset_wp = z->wp != z->start;
+               } else {
+                       reset_wp = z->wp % min_bs != 0;
+               }
+               if (reset_wp) {
+                       dprint(FD_ZBD, "%s: resetting zone %u\n",
+                              f->file_name, zbd_zone_nr(f, z));
+                       if (zbd_reset_zone(td, f, z) < 0)
+                               res = 1;
                }
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               zone_unlock(z);
        }
 
        return res;
@@ -739,14 +839,20 @@ static int zbd_reset_zones(struct thread_data *td, struct fio_file *f,
  * Reset zbd_info.write_cnt, the counter that counts down towards the next
  * zone reset.
  */
-static void zbd_reset_write_cnt(const struct thread_data *td,
-                               const struct fio_file *f)
+static void _zbd_reset_write_cnt(const struct thread_data *td,
+                                const struct fio_file *f)
 {
        assert(0 <= td->o.zrf.u.f && td->o.zrf.u.f <= 1);
 
-       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
        f->zbd_info->write_cnt = td->o.zrf.u.f ?
                min(1.0 / td->o.zrf.u.f, 0.0 + UINT_MAX) : UINT_MAX;
+}
+
+static void zbd_reset_write_cnt(const struct thread_data *td,
+                               const struct fio_file *f)
+{
+       pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
+       _zbd_reset_write_cnt(td, f);
        pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
 }
 
@@ -760,7 +866,7 @@ static bool zbd_dec_and_reset_write_cnt(const struct thread_data *td,
        if (f->zbd_info->write_cnt)
                write_cnt = --f->zbd_info->write_cnt;
        if (write_cnt == 0)
-               zbd_reset_write_cnt(td, f);
+               _zbd_reset_write_cnt(td, f);
        pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
 
        return write_cnt == 0;
@@ -777,9 +883,8 @@ static uint64_t zbd_process_swd(const struct fio_file *f, enum swd_action a)
        struct fio_zone_info *zb, *ze, *z;
        uint64_t 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);
                swd += z->wp - z->start;
@@ -795,7 +900,7 @@ static uint64_t zbd_process_swd(const struct fio_file *f, enum swd_action a)
        }
        pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
        for (z = zb; z < ze; z++)
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               zone_unlock(z);
 
        return swd;
 }
@@ -830,14 +935,12 @@ static void zbd_init_swd(struct fio_file *f)
 void zbd_file_reset(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
 {
        struct fio_zone_info *zb, *ze;
-       uint32_t zone_idx_e;
 
-       if (!f->zbd_info)
+       if (!f->zbd_info || !td_write(td))
                return;
 
-       zb = &f->zbd_info->zone_info[zbd_zone_idx(f, f->file_offset)];
-       zone_idx_e = zbd_zone_idx(f, f->file_offset + f->io_size);
-       ze = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx_e];
+       zb = get_zone(f, f->min_zone);
+       ze = get_zone(f, f->max_zone);
        zbd_init_swd(f);
        /*
         * If data verification is enabled reset the affected zones before
@@ -845,7 +948,6 @@ void zbd_file_reset(struct thread_data *td, struct fio_file *f)
         * writing data, which causes data loss.
         */
        zbd_reset_zones(td, f, zb, ze, td->o.verify != VERIFY_NONE &&
-                       (td->o.td_ddir & TD_DDIR_WRITE) &&
                        td->runstate != TD_VERIFYING);
        zbd_reset_write_cnt(td, f);
 }
@@ -857,8 +959,9 @@ static bool is_zone_open(const struct thread_data *td, const struct fio_file *f,
        struct zoned_block_device_info *zbdi = f->zbd_info;
        int i;
 
-       assert(td->o.max_open_zones <= ARRAY_SIZE(zbdi->open_zones));
-       assert(zbdi->num_open_zones <= td->o.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)
@@ -873,15 +976,14 @@ 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 == BLK_ZONE_COND_OFFLINE)
+       if (z->cond == ZBD_ZONE_COND_OFFLINE)
                return false;
 
        /*
@@ -891,18 +993,26 @@ static bool zbd_open_zone(struct thread_data *td, const struct io_u *io_u,
        if (td->o.verify != VERIFY_NONE && zbd_zone_full(f, z, min_bs))
                return false;
 
-       /* Zero means no limit */
-       if (!td->o.max_open_zones)
-               return true;
-
        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;
-       if (f->zbd_info->num_open_zones >= td->o.max_open_zones)
+       /* Zero means no limit */
+       if (td->o.job_max_open_zones > 0 &&
+           td->num_open_zones >= td->o.job_max_open_zones)
+               goto out;
+       if (f->zbd_info->num_open_zones >= f->zbd_info->max_open_zones)
                goto out;
        dprint(FD_ZBD, "%s: opening zone %d\n", f->file_name, zone_idx);
        f->zbd_info->open_zones[f->zbd_info->num_open_zones++] = zone_idx;
+       td->num_open_zones++;
        z->open = 1;
        res = true;
 
@@ -911,40 +1021,6 @@ out:
        return res;
 }
 
-/* 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)
-{
-       uint32_t zone_idx;
-
-       assert(open_zone_idx < f->zbd_info->num_open_zones);
-       zone_idx = f->zbd_info->open_zones[open_zone_idx];
-       memmove(f->zbd_info->open_zones + open_zone_idx,
-               f->zbd_info->open_zones + open_zone_idx + 1,
-               (FIO_MAX_OPEN_ZBD_ZONES - (open_zone_idx + 1)) *
-               sizeof(f->zbd_info->open_zones[0]));
-       f->zbd_info->num_open_zones--;
-       f->zbd_info->zone_info[zone_idx].open = 0;
-}
-
-static void zone_lock(struct thread_data *td, struct fio_zone_info *z)
-{
-       /*
-        * 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);
-       }
-}
-
 /* 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)
@@ -963,15 +1039,16 @@ 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 struct fio_file *f = io_u->file;
+       struct fio_file *f = io_u->file;
        struct fio_zone_info *z;
        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.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.
@@ -980,6 +1057,10 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
        } else {
                zone_idx = zbd_zone_idx(f, io_u->offset);
        }
+       if (zone_idx < f->min_zone)
+               zone_idx = f->min_zone;
+       else if (zone_idx >= f->max_zone)
+               zone_idx = f->max_zone - 1;
        dprint(FD_ZBD, "%s(%s): starting from zone %d (offset %lld, buflen %lld)\n",
               __func__, f->file_name, zone_idx, io_u->offset, io_u->buflen);
 
@@ -992,18 +1073,16 @@ 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];
+               z = get_zone(f, zone_idx);
 
-               zone_lock(td, z);
+               zone_lock(td, f, z);
                pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
-               if (td->o.max_open_zones == 0)
+               if (td->o.max_open_zones == 0 && 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;
+                       goto open_other_zone;
                }
 
                /*
@@ -1020,8 +1099,7 @@ static struct fio_zone_info *zbd_convert_to_open_zone(struct thread_data *td,
                        if (tmp_idx >= f->zbd_info->num_open_zones)
                                tmp_idx = 0;
                        tmpz = f->zbd_info->open_zones[tmp_idx];
-
-                       if (is_valid_offset(f, f->zbd_info->zone_info[tmpz].start)) {
+                       if (f->min_zone <= tmpz && tmpz < f->max_zone) {
                                open_zone_idx = tmp_idx;
                                goto found_candidate_zone;
                        }
@@ -1031,6 +1109,8 @@ 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);
+               zone_unlock(z);
                return NULL;
 
 found_candidate_zone:
@@ -1039,39 +1119,55 @@ found_candidate_zone:
                        break;
                zone_idx = new_zone_idx;
                pthread_mutex_unlock(&f->zbd_info->mutex);
-               pthread_mutex_unlock(&z->mutex);
+               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.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);
+               zone_unlock(z);
                z++;
                if (!is_valid_offset(f, z->start)) {
                        /* Wrap-around. */
-                       zone_idx = zbd_zone_idx(f, f->file_offset);
-                       z = &f->zbd_info->zone_info[zone_idx];
+                       zone_idx = f->min_zone;
+                       z = get_zone(f, zone_idx);
                }
                assert(is_valid_offset(f, z->start));
-               zone_lock(td, z);
+               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;
        }
 
@@ -1081,18 +1177,20 @@ examine_zone:
        pthread_mutex_lock(&f->zbd_info->mutex);
        for (i = 0; i < f->zbd_info->num_open_zones; i++) {
                zone_idx = f->zbd_info->open_zones[i];
+               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, z);
-               if (z->wp + min_bs <= (z+1)->start)
+               zone_lock(td, f, z);
+               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;
@@ -1112,15 +1210,15 @@ 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);
+                       min_bs, (unsigned long long)z->capacity);
        io_u->offset = z->start + z->verify_block++ * min_bs;
        return z;
 }
@@ -1138,30 +1236,29 @@ zbd_find_zone(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
              struct fio_zone_info *zb, struct fio_zone_info *zl)
 {
        const uint32_t min_bs = td->o.min_bs[io_u->ddir];
-       const struct fio_file *f = io_u->file;
+       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
         * the nearest non-empty zone in case of random I/O.
         */
        for (z1 = zb + 1, z2 = zb - 1; z1 < zl || z2 >= zf; z1++, z2--) {
-               if (z1 < zl && z1->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE) {
-                       pthread_mutex_lock(&z1->mutex);
+               if (z1 < zl && z1->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE) {
+                       zone_lock(td, f, z1);
                        if (z1->start + min_bs <= z1->wp)
                                return z1;
-                       pthread_mutex_unlock(&z1->mutex);
+                       zone_unlock(z1);
                } else if (!td_random(td)) {
                        break;
                }
                if (td_random(td) && z2 >= zf &&
-                   z2->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE) {
-                       pthread_mutex_lock(&z2->mutex);
+                   z2->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE) {
+                       zone_lock(td, f, z2);
                        if (z2->start + min_bs <= z2->wp)
                                return z2;
-                       pthread_mutex_unlock(&z2->mutex);
+                       zone_unlock(z2);
                }
        }
        dprint(FD_ZBD, "%s: adjusting random read offset failed\n",
@@ -1169,6 +1266,28 @@ 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
@@ -1178,7 +1297,8 @@ 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;
@@ -1191,9 +1311,9 @@ static void zbd_queue_io(struct io_u *io_u, int q, bool success)
 
        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 (z->type != BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
+       if (!zbd_zone_swr(z))
                return;
 
        if (!success)
@@ -1206,7 +1326,7 @@ 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
@@ -1224,10 +1344,13 @@ 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;
        }
 }
@@ -1236,7 +1359,7 @@ 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;
@@ -1248,19 +1371,28 @@ static void zbd_put_io(const struct io_u *io_u)
 
        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 (z->type != BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ)
+       if (!zbd_zone_swr(z))
                return;
 
        dprint(FD_ZBD,
               "%s: terminate I/O (%lld, %llu) for zone %u\n",
               f->file_name, io_u->offset, io_u->buflen, zone_idx);
 
-       assert(pthread_mutex_unlock(&z->mutex) == 0);
+       zbd_end_zone_io(td, io_u, z);
+
+       zone_unlock(z);
        zbd_check_swd(f);
 }
 
+/*
+ * Windows and MacOS do not define this.
+ */
+#ifndef EREMOTEIO
+#define EREMOTEIO      121     /* POSIX value */
+#endif
+
 bool zbd_unaligned_write(int error_code)
 {
        switch (error_code) {
@@ -1293,6 +1425,27 @@ 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);
 
+       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.
         */
@@ -1306,11 +1459,8 @@ 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)) {
                /*
@@ -1330,6 +1480,34 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        }
 }
 
+/**
+ * zbd_adjust_ddir - Adjust an I/O direction for zonemode=zbd.
+ *
+ * @td: FIO thread data.
+ * @io_u: FIO I/O unit.
+ * @ddir: I/O direction before adjustment.
+ *
+ * Return adjusted I/O direction.
+ */
+enum fio_ddir zbd_adjust_ddir(struct thread_data *td, struct io_u *io_u,
+                             enum fio_ddir ddir)
+{
+       /*
+        * In case read direction is chosen for the first random I/O, fio with
+        * zonemode=zbd stops because no data can be read from zoned block
+        * devices with all empty zones. Overwrite the first I/O direction as
+        * write to make sure data to read exists.
+        */
+       if (ddir != DDIR_READ || !td_rw(td))
+               return ddir;
+
+       if (io_u->file->zbd_info->sectors_with_data ||
+           td->o.read_beyond_wp)
+               return DDIR_READ;
+
+       return DDIR_WRITE;
+}
+
 /**
  * zbd_adjust_block - adjust the offset and length as necessary for ZBD drives
  * @td: FIO thread data.
@@ -1341,7 +1519,7 @@ void setup_zbd_zone_mode(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
  */
 enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 {
-       const struct fio_file *f = io_u->file;
+       struct fio_file *f = io_u->file;
        uint32_t zone_idx_b;
        struct fio_zone_info *zb, *zl, *orig_zb;
        uint32_t orig_len = io_u->buflen;
@@ -1352,32 +1530,34 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        if (!f->zbd_info)
                return io_u_accept;
 
+       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 (zb->type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
+       if (!zbd_zone_swr(zb))
                return io_u_accept;
 
        /*
         * Accept the I/O offset for reads if reading beyond the write pointer
         * is enabled.
         */
-       if (zb->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE &&
+       if (zb->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE &&
            io_u->ddir == DDIR_READ && td->o.read_beyond_wp)
                return io_u_accept;
 
        zbd_check_swd(f);
 
-       zone_lock(td, zb);
+       zone_lock(td, f, zb);
 
        switch (io_u->ddir) {
        case DDIR_READ:
-               if (td->runstate == TD_VERIFYING) {
+               if (td->runstate == TD_VERIFYING && td_write(td)) {
                        zb = zbd_replay_write_order(td, io_u, zb);
+                       zone_unlock(zb);
                        goto accept;
                }
                /*
@@ -1385,13 +1565,12 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                 * I/O of at least min_bs B. If there isn't, find a new zone for
                 * the I/O.
                 */
-               range = zb->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE ?
+               range = zb->cond != ZBD_ZONE_COND_OFFLINE ?
                        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,
@@ -1437,12 +1616,12 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
        case DDIR_WRITE:
                if (io_u->buflen > 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)
                                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) {
@@ -1466,6 +1645,13 @@ 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) {
+                               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));
@@ -1481,7 +1667,7 @@ 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;
@@ -1492,7 +1678,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
                        goto accept;
                }
                log_err("Zone remainder %lld smaller than minimum block size %d\n",
-                       ((zb + 1)->start - io_u->offset),
+                       (zbd_zone_capacity_end(zb) - io_u->offset),
                        min_bs);
                goto eof;
        case DDIR_TRIM:
@@ -1510,7 +1696,7 @@ enum io_u_action zbd_adjust_block(struct thread_data *td, struct io_u *io_u)
 
 accept:
        assert(zb);
-       assert(zb->cond != BLK_ZONE_COND_OFFLINE);
+       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;
@@ -1519,7 +1705,7 @@ accept:
 
 eof:
        if (zb)
-               pthread_mutex_unlock(&zb->mutex);
+               zone_unlock(zb);
        return io_u_eof;
 }