mono/metadata/threadpool.c

   1 /*
   2  * threadpool.c: global thread pool
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *   Gonzalo Paniagua Javier (gonzalo@ximian.com)
   7  *
   8  * Copyright 2001-2003 Ximian, Inc (http://www.ximian.com)
   9  * Copyright 2004-2009 Novell, Inc (http://www.novell.com)
  10  */
  11
  12 #include <config.h>
  13 #include <glib.h>
  14
  15 #define THREADS_PER_CPU 10 /* 20 + THREADS_PER_CPU * number of CPUs */
  16 #define THREAD_EXIT_TIMEOUT 1000
  17
  18 #include <mono/metadata/domain-internals.h>
  19 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  20 #include <mono/metadata/threads.h>
  21 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  22 #include <mono/metadata/threadpool-internals.h>
  23 #include <mono/metadata/exception.h>
  24 #include <mono/metadata/file-io.h>
  25 #include <mono/metadata/monitor.h>
  26 #include <mono/metadata/mono-mlist.h>
  27 #include <mono/metadata/marshal.h>
  28 #include <mono/metadata/socket-io.h>
  29 #include <mono/io-layer/io-layer.h>
  30 #include <mono/metadata/gc-internal.h>
  31 #include <mono/utils/mono-time.h>
  32 #include <mono/utils/mono-proclib.h>
  33 #include <errno.h>
  34 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  35 #include <sys/time.h>
  36 #endif
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <fcntl.h>
  39 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  40 #include <unistd.h>
  41 #endif
  42 #include <string.h>
  43 #ifdef HAVE_SYS_SOCKET_H
  44 #include <sys/socket.h>
  45 #endif
  46 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  47 #ifdef HAVE_EPOLL
  48 #include <sys/epoll.h>
  49 #endif
  50
  51 #ifndef DISABLE_SOCKETS
  52 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  53 #endif
  54
  55 #include "threadpool.h"
  56
  57 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  58                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  59
  60 #undef EPOLL_DEBUG
  61
  62 /* maximum number of worker threads */
  63 static int mono_max_worker_threads;
  64 static int mono_min_worker_threads;
  65 static int mono_io_max_worker_threads;
  66 static int mono_io_min_worker_threads;
  67
  68 /* current number of worker threads */
  69 static int mono_worker_threads = 0;
  70 static int io_worker_threads = 0;
  71
  72 /* current number of busy threads */
  73 static int busy_worker_threads = 0;
  74 static int busy_io_worker_threads;
  75
  76 /* mono_thread_pool_init called */
  77 static int tp_inited;
  78 /* started idle threads */
  79 static int tp_idle_started;
  80
  81
  82 /* we use this to store a reference to the AsyncResult to avoid GC */
  83 static MonoGHashTable *ares_htable = NULL;
  84
  85 static CRITICAL_SECTION ares_lock;
  86 static CRITICAL_SECTION io_queue_lock;
  87 static int pending_io_items;
  88
  89 typedef struct {
  90         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  91         int inited;
  92         int pipe [2];
  93         MonoGHashTable *sock_to_state;
  94
  95         HANDLE new_sem; /* access to newpfd and write side of the pipe */
  96         mono_pollfd *newpfd;
  97         gboolean epoll_disabled;
  98 #ifdef HAVE_EPOLL
  99         int epollfd;
 100 #endif
 101 } SocketIOData;
 102
 103 static SocketIOData socket_io_data;
 104
 105 /* we append a job */
 106 static HANDLE job_added;
 107 static HANDLE io_job_added;
 108
 109 /* Keep in sync with the System.MonoAsyncCall class which provides GC tracking */
 110 typedef struct {
 111         MonoObject         object;
 112         MonoMethodMessage *msg;
 113         MonoMethod        *cb_method;
 114         MonoDelegate      *cb_target;
 115         MonoObject        *state;
 116         MonoObject        *res;
 117         MonoArray         *out_args;
 118         /* This is a HANDLE, we use guint64 so the managed object layout remains constant */
 119         guint64           wait_event;
 120 } ASyncCall;
 121
 122 typedef struct {
 123         MonoArray *array;
 124         int first_elem;
 125         int next_elem;
 126 } TPQueue;
 127
 128 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 129 static void append_job (CRITICAL_SECTION *cs, TPQueue *list, MonoObject *ar);
 130 static void start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares);
 131 static void start_tpthread (MonoAsyncResult *ares);
 132 static void mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares);
 133 static MonoObject* dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, TPQueue *list);
 134 static void free_queue (TPQueue *list);
 135
 136 static TPQueue async_call_queue = {NULL, 0, 0};
 137 static TPQueue async_io_queue = {NULL, 0, 0};
 138
 139 static MonoClass *async_call_klass;
 140 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 141 static MonoClass *process_async_call_klass;
 142
 143 #define INIT_POLLFD(a, b, c) {(a)->fd = b; (a)->events = c; (a)->revents = 0;}
 144 enum {
 145         AIO_OP_FIRST,
 146         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 147         AIO_OP_CONNECT,
 148         AIO_OP_RECEIVE,
 149         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 150         AIO_OP_SEND,
 151         AIO_OP_SENDTO,
 152         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 153         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 154         AIO_OP_READPIPE,
 155         AIO_OP_LAST
 156 };
 157
 158 #ifdef DISABLE_SOCKETS
 159 #define socket_io_cleanup(x)
 160 #else
 161 static void
 162 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 163 {
 164         gint release;
 165
 166         if (data->inited == 0)
 167                 return;
 168
 169         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 170         data->inited = 0;
 171 #ifdef PLATFORM_WIN32
 172         closesocket (data->pipe [0]);
 173         closesocket (data->pipe [1]);
 174 #else
 175         close (data->pipe [0]);
 176         close (data->pipe [1]);
 177 #endif
 178         data->pipe [0] = -1;
 179         data->pipe [1] = -1;
 180         if (data->new_sem)
 181                 CloseHandle (data->new_sem);
 182         data->new_sem = NULL;
 183         mono_g_hash_table_destroy (data->sock_to_state);
 184         data->sock_to_state = NULL;
 185         free_queue (&async_io_queue);
 186         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 187         if (io_job_added)
 188                 ReleaseSemaphore (io_job_added, release, NULL);
 189         g_free (data->newpfd);
 190         data->newpfd = NULL;
 191 #ifdef HAVE_EPOLL
 192         if (FALSE == data->epoll_disabled)
 193                 close (data->epollfd);
 194 #endif
 195         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 196 }
 197
 198 static int
 199 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 200 {
 201         switch (state->operation) {
 202         case AIO_OP_ACCEPT:
 203         case AIO_OP_RECEIVE:
 204         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 205         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 206         case AIO_OP_READPIPE:
 207                 return MONO_POLLIN;
 208         case AIO_OP_SEND:
 209         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 210         case AIO_OP_SENDTO:
 211         case AIO_OP_CONNECT:
 212                 return MONO_POLLOUT;
 213         default: /* Should never happen */
 214                 g_print ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!\n");
 215                 return 0;
 216         }
 217 }
 218
 219 static int
 220 get_events_from_list (MonoMList *list)
 221 {
 222         MonoSocketAsyncResult *state;
 223         int events = 0;
 224
 225         while (list && (state = (MonoSocketAsyncResult *)mono_mlist_get_data (list))) {
 226                 events |= get_event_from_state (state);
 227                 list = mono_mlist_next (list);
 228         }
 229
 230         return events;
 231 }
 232
 233 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 234                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 235                                  x->socket_flags, &x->error);
 236
 237 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 238                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 239                                  x->socket_flags, &x->error);
 240
 241 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 242
 243 static void
 244 unregister_job (MonoAsyncResult *obj)
 245 {
 246         EnterCriticalSection (&ares_lock);
 247         mono_g_hash_table_remove (ares_htable, obj);
 248         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
 249 }
 250
 251 static void
 252 threadpool_jobs_inc (MonoObject *obj)
 253 {
 254         if (obj)
 255                 InterlockedIncrement (&obj->vtable->domain->threadpool_jobs);
 256 }
 257
 258 static gboolean
 259 threadpool_jobs_dec (MonoObject *obj)
 260 {
 261         MonoDomain *domain = obj->vtable->domain;
 262         int remaining_jobs = InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
 263         if (remaining_jobs == 0 && domain->cleanup_semaphore) {
 264                 ReleaseSemaphore (domain->cleanup_semaphore, 1, NULL);
 265                 return TRUE;
 266         }
 267         return FALSE;
 268 }
 269
 270 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 271 static void
 272 async_invoke_io_thread (gpointer data)
 273 {
 274         MonoDomain *domain;
 275         MonoThread *thread;
 276         const gchar *version;
 277
 278         thread = mono_thread_current ();
 279
 280         version = mono_get_runtime_info ()->framework_version;
 281         for (;;) {
 282                 MonoSocketAsyncResult *state;
 283                 MonoAsyncResult *ar;
 284
 285                 state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
 286                 if (state) {
 287                         InterlockedDecrement (&pending_io_items);
 288                         ar = state->ares;
 289                         switch (state->operation) {
 290                         case AIO_OP_RECEIVE:
 291                                 state->total = ICALL_RECV (state);
 292                                 break;
 293                         case AIO_OP_SEND:
 294                                 state->total = ICALL_SEND (state);
 295                                 break;
 296                         }
 297
 298                         /* worker threads invokes methods in different domains,
 299                          * so we need to set the right domain here */
 300                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
 301
 302                         g_assert (domain);
 303
 304                         if (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADED || domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING) {
 305                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
 306                                 unregister_job (ar);
 307                                 data = NULL;
 308                         } else {
 309                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
 310                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
 311                                         unregister_job (ar);
 312                                         data = NULL;
 313                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
 314                                         continue;
 315                                 }
 316                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
 317                                         ASyncCall *ac;
 318
 319                                         mono_async_invoke (ar);
 320                                         ac = (ASyncCall *) ar->object_data;
 321                                         /*
 322                                         if (ac->msg->exc != NULL)
 323                                                 mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
 324                                         */
 325                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
 326                                 }
 327                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
 328                                 InterlockedDecrement (&busy_io_worker_threads);
 329                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
 330                                 if (*version != '1' && !mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
 331                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 332                         }
 333                 }
 334
 335                 data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 336
 337                 if (!data) {
 338                         guint32 wr;
 339                         int timeout = THREAD_EXIT_TIMEOUT;
 340                         guint32 start_time = mono_msec_ticks ();
 341
 342                         do {
 343                                 wr = WaitForSingleObjectEx (io_job_added, (guint32)timeout, TRUE);
 344                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 345                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 346
 347                                 timeout -= mono_msec_ticks () - start_time;
 348
 349                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT && wr != WAIT_IO_COMPLETION)
 350                                         data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 351                         }
 352                         while (!data && timeout > 0);
 353                 }
 354
 355                 if (!data) {
 356                         if (InterlockedDecrement (&io_worker_threads) < 2) {
 357                                 /* If we have pending items, keep the thread alive */
 358                                 if (InterlockedCompareExchange (&pending_io_items, 0, 0) != 0) {
 359                                         InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 360                                         continue;
 361                                 }
 362                         }
 363                         return;
 364                 }
 365
 366                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 367         }
 368
 369         g_assert_not_reached ();
 370 }
 371
 372 static void
 373 start_io_thread_or_queue (MonoSocketAsyncResult *ares)
 374 {
 375         int busy, worker;
 376
 377         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_io_worker_threads, 0, -1);
 378         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 379         if (worker <= ++busy &&
 380             worker < mono_io_max_worker_threads) {
 381                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 382                 InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 383                 threadpool_jobs_inc ((MonoObject *)ares);
 384                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), async_invoke_io_thread, ares, TRUE);
 385         } else {
 386                 append_job (&io_queue_lock, &async_io_queue, (MonoObject*)ares);
 387                 ReleaseSemaphore (io_job_added, 1, NULL);
 388         }
 389 }
 390
 391 static MonoMList *
 392 process_io_event (MonoMList *list, int event)
 393 {
 394         MonoSocketAsyncResult *state;
 395         MonoMList *oldlist;
 396
 397         oldlist = list;
 398         state = NULL;
 399         while (list) {
 400                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
 401                 if (get_event_from_state (state) == event)
 402                         break;
 403
 404                 list = mono_mlist_next (list);
 405         }
 406
 407         if (list != NULL) {
 408                 oldlist = mono_mlist_remove_item (oldlist, list);
 409 #ifdef EPOLL_DEBUG
 410                 g_print ("Dispatching event %d on socket %d\n", event, state->handle);
 411 #endif
 412                 InterlockedIncrement (&pending_io_items);
 413                 start_io_thread_or_queue (state);
 414         }
 415
 416         return oldlist;
 417 }
 418
 419 static int
 420 mark_bad_fds (mono_pollfd *pfds, int nfds)
 421 {
 422         int i, ret;
 423         mono_pollfd *pfd;
 424         int count = 0;
 425
 426         for (i = 0; i < nfds; i++) {
 427                 pfd = &pfds [i];
 428                 if (pfd->fd == -1)
 429                         continue;
 430
 431                 ret = mono_poll (pfd, 1, 0);
 432                 if (ret == -1 && errno == EBADF) {
 433                         pfd->revents |= MONO_POLLNVAL;
 434                         count++;
 435                 } else if (ret == 1) {
 436                         count++;
 437                 }
 438         }
 439
 440         return count;
 441 }
 442
 443 static void
 444 socket_io_poll_main (gpointer p)
 445 {
 446 #define INITIAL_POLLFD_SIZE     1024
 447 #define POLL_ERRORS (MONO_POLLERR | MONO_POLLHUP | MONO_POLLNVAL)
 448         SocketIOData *data = p;
 449         mono_pollfd *pfds;
 450         gint maxfd = 1;
 451         gint allocated;
 452         gint i;
 453         MonoThread *thread;
 454
 455         thread = mono_thread_current ();
 456
 457         allocated = INITIAL_POLLFD_SIZE;
 458         pfds = g_new0 (mono_pollfd, allocated);
 459         INIT_POLLFD (pfds, data->pipe [0], MONO_POLLIN);
 460         for (i = 1; i < allocated; i++)
 461                 INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 462
 463         while (1) {
 464                 int nsock = 0;
 465                 mono_pollfd *pfd;
 466                 char one [1];
 467                 MonoMList *list;
 468
 469                 do {
 470                         if (nsock == -1) {
 471                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 472                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 473                         }
 474
 475                         nsock = mono_poll (pfds, maxfd, -1);
 476                 } while (nsock == -1 && errno == EINTR);
 477
 478                 /*
 479                  * Apart from EINTR, we only check EBADF, for the rest:
 480                  *  EINVAL: mono_poll() 'protects' us from descriptor
 481                  *      numbers above the limit if using select() by marking
 482                  *      then as MONO_POLLERR.  If a system poll() is being
 483                  *      used, the number of descriptor we're passing will not
 484                  *      be over sysconf(_SC_OPEN_MAX), as the error would have
 485                  *      happened when opening.
 486                  *
 487                  *  EFAULT: we own the memory pointed by pfds.
 488                  *  ENOMEM: we're doomed anyway
 489                  *
 490                  */
 491
 492                 if (nsock == -1 && errno == EBADF) {
 493                         pfds->revents = 0; /* Just in case... */
 494                         nsock = mark_bad_fds (pfds, maxfd);
 495                 }
 496
 497                 if ((pfds->revents & POLL_ERRORS) != 0) {
 498                         /* We're supposed to die now, as the pipe has been closed */
 499                         g_free (pfds);
 500                         socket_io_cleanup (data);
 501                         return;
 502                 }
 503
 504                 /* Got a new socket */
 505                 if ((pfds->revents & MONO_POLLIN) != 0) {
 506                         int nread;
 507
 508                         for (i = 1; i < allocated; i++) {
 509                                 pfd = &pfds [i];
 510                                 if (pfd->fd == -1 || pfd->fd == data->newpfd->fd)
 511                                         break;
 512                         }
 513
 514                         if (i == allocated) {
 515                                 mono_pollfd *oldfd;
 516
 517                                 oldfd = pfds;
 518                                 i = allocated;
 519                                 allocated = allocated * 2;
 520                                 pfds = g_renew (mono_pollfd, oldfd, allocated);
 521                                 g_free (oldfd);
 522                                 for (; i < allocated; i++)
 523                                         INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 524                         }
 525 #ifndef PLATFORM_WIN32
 526                         nread = read (data->pipe [0], one, 1);
 527 #else
 528                         nread = recv ((SOCKET) data->pipe [0], one, 1, 0);
 529 #endif
 530                         if (nread <= 0) {
 531                                 g_free (pfds);
 532                                 return; /* we're closed */
 533                         }
 534
 535                         INIT_POLLFD (&pfds [i], data->newpfd->fd, data->newpfd->events);
 536                         ReleaseSemaphore (data->new_sem, 1, NULL);
 537                         if (i >= maxfd)
 538                                 maxfd = i + 1;
 539                         nsock--;
 540                 }
 541
 542                 if (nsock == 0)
 543                         continue;
 544
 545                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 546                 if (data->inited == 0) {
 547                         g_free (pfds);
 548                         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 549                         return; /* cleanup called */
 550                 }
 551
 552                 for (i = 1; i < maxfd && nsock > 0; i++) {
 553                         pfd = &pfds [i];
 554                         if (pfd->fd == -1 || pfd->revents == 0)
 555                                 continue;
 556
 557                         nsock--;
 558                         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 559                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLIN | POLL_ERRORS)) != 0) {
 560                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 561                         }
 562
 563                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLOUT | POLL_ERRORS)) != 0) {
 564                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 565                         }
 566
 567                         if (list != NULL) {
 568                                 mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd), list);
 569                                 pfd->events = get_events_from_list (list);
 570                         } else {
 571                                 mono_g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 572                                 pfd->fd = -1;
 573                                 if (i == maxfd - 1)
 574                                         maxfd--;
 575                         }
 576                 }
 577                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 578         }
 579 }
 580
 581 #ifdef HAVE_EPOLL
 582 #define EPOLL_ERRORS (EPOLLERR | EPOLLHUP)
 583 static void
 584 socket_io_epoll_main (gpointer p)
 585 {
 586         SocketIOData *data;
 587         int epollfd;
 588         MonoThread *thread;
 589         struct epoll_event *events, *evt;
 590         const int nevents = 512;
 591         int ready = 0, i;
 592
 593         data = p;
 594         epollfd = data->epollfd;
 595         thread = mono_thread_current ();
 596         events = g_new0 (struct epoll_event, nevents);
 597
 598         while (1) {
 599                 do {
 600                         if (ready == -1) {
 601                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 602                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 603                         }
 604 #ifdef EPOLL_DEBUG
 605                         g_print ("epoll_wait init\n");
 606 #endif
 607                         ready = epoll_wait (epollfd, events, nevents, -1);
 608 #ifdef EPOLL_DEBUG
 609                         {
 610                         int err = errno;
 611                         g_print ("epoll_wait end with %d ready sockets (%d %s).\n", ready, err, (err) ? g_strerror (err) : "");
 612                         errno = err;
 613                         }
 614 #endif
 615                 } while (ready == -1 && errno == EINTR);
 616
 617                 if (ready == -1) {
 618                         int err = errno;
 619                         g_free (events);
 620                         if (err != EBADF)
 621                                 g_warning ("epoll_wait: %d %s\n", err, g_strerror (err));
 622
 623                         close (epollfd);
 624                         return;
 625                 }
 626
 627                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 628                 if (data->inited == 0) {
 629 #ifdef EPOLL_DEBUG
 630                         g_print ("data->inited == 0\n");
 631 #endif
 632                         g_free (events);
 633                         close (epollfd);
 634                         return; /* cleanup called */
 635                 }
 636
 637                 for (i = 0; i < ready; i++) {
 638                         int fd;
 639                         MonoMList *list;
 640
 641                         evt = &events [i];
 642                         fd = evt->data.fd;
 643                         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 644 #ifdef EPOLL_DEBUG
 645                         g_print ("Event %d on %d list length: %d\n", evt->events, fd, mono_mlist_length (list));
 646 #endif
 647                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLIN | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 648                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 649                         }
 650
 651                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLOUT | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 652                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 653                         }
 654
 655                         if (list != NULL) {
 656                                 mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd), list);
 657                                 evt->events = get_events_from_list (list);
 658 #ifdef EPOLL_DEBUG
 659                                 g_print ("MOD %d to %d\n", fd, evt->events);
 660 #endif
 661                                 if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, evt)) {
 662                                         if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, evt) == -1) {
 663 #ifdef EPOLL_DEBUG
 664                                                 int err = errno;
 665                                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s fd: %d events: %d", err, g_strerror (err), fd, evt->events);
 666                                                 errno = err;
 667 #endif
 668                                         }
 669                                 }
 670                         } else {
 671                                 mono_g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 672 #ifdef EPOLL_DEBUG
 673                                 g_print ("DEL %d\n", fd);
 674 #endif
 675                                 epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, evt);
 676                         }
 677                 }
 678                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 679         }
 680 }
 681 #endif
 682
 683 /*
 684  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 685  * the socket from its internal list without notification.
 686  */
 687 void
 688 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 689 {
 690         MonoMList *list, *next;
 691         MonoSocketAsyncResult *state;
 692
 693         if (socket_io_data.inited == FALSE)
 694                 return;
 695
 696         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 697         list = mono_g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 698         if (list) {
 699                 mono_g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 700         }
 701         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 702
 703         while (list) {
 704                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
 705                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 706                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 707                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 708                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 709
 710                 next = mono_mlist_remove_item (list, list);
 711                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 712                 if (list)
 713                         process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 714
 715                 list = next;
 716         }
 717 }
 718
 719 #ifdef PLATFORM_WIN32
 720 static void
 721 connect_hack (gpointer x)
 722 {
 723         struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *) x;
 724         int count = 0;
 725
 726         while (connect ((SOCKET) socket_io_data.pipe [1], (SOCKADDR *) addr, sizeof (struct sockaddr_in))) {
 727                 Sleep (500);
 728                 if (++count > 3) {
 729                         g_warning ("Error initializing async. sockets %d.\n", WSAGetLastError ());
 730                         g_assert (WSAGetLastError ());
 731                 }
 732         }
 733 }
 734 #endif
 735
 736 static void
 737 socket_io_init (SocketIOData *data)
 738 {
 739 #ifdef PLATFORM_WIN32
 740         struct sockaddr_in server;
 741         struct sockaddr_in client;
 742         SOCKET srv;
 743         int len;
 744 #endif
 745         int inited;
 746
 747         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 748         if (inited == 1)
 749                 return;
 750
 751         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 752         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 753         if (inited == 1) {
 754                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 755                 return;
 756         }
 757
 758 #ifdef HAVE_EPOLL
 759         data->epoll_disabled = (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL);
 760         if (FALSE == data->epoll_disabled) {
 761                 data->epollfd = epoll_create (256);
 762                 data->epoll_disabled = (data->epollfd == -1);
 763                 if (data->epoll_disabled && g_getenv ("MONO_DEBUG"))
 764                         g_message ("epoll_create() failed. Using plain poll().");
 765         } else {
 766                 data->epollfd = -1;
 767         }
 768 #else
 769         data->epoll_disabled = TRUE;
 770 #endif
 771
 772 #ifndef PLATFORM_WIN32
 773         if (data->epoll_disabled) {
 774                 if (pipe (data->pipe) != 0) {
 775                         int err = errno;
 776                         perror ("mono");
 777                         g_assert (err);
 778                 }
 779         } else {
 780                 data->pipe [0] = -1;
 781                 data->pipe [1] = -1;
 782         }
 783 #else
 784         srv = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 785         g_assert (srv != INVALID_SOCKET);
 786         data->pipe [1] = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 787         g_assert (data->pipe [1] != INVALID_SOCKET);
 788
 789         server.sin_family = AF_INET;
 790         server.sin_addr.s_addr = inet_addr ("127.0.0.1");
 791         server.sin_port = 0;
 792         if (bind (srv, (SOCKADDR *) &server, sizeof (server))) {
 793                 g_print ("%d\n", WSAGetLastError ());
 794                 g_assert (1 != 0);
 795         }
 796
 797         len = sizeof (server);
 798         getsockname (srv, (SOCKADDR *) &server, &len);
 799         listen (srv, 1);
 800         mono_thread_create (mono_get_root_domain (), connect_hack, &server);
 801         len = sizeof (server);
 802         data->pipe [0] = accept (srv, (SOCKADDR *) &client, &len);
 803         g_assert (data->pipe [0] != INVALID_SOCKET);
 804         closesocket (srv);
 805 #endif
 806         mono_io_max_worker_threads = mono_max_worker_threads / 2;
 807         if (mono_io_max_worker_threads < 10)
 808                 mono_io_max_worker_threads = 10;
 809
 810         data->sock_to_state = mono_g_hash_table_new_type (g_direct_hash, g_direct_equal, MONO_HASH_VALUE_GC);
 811
 812         if (data->epoll_disabled) {
 813                 data->new_sem = CreateSemaphore (NULL, 1, 1, NULL);
 814                 g_assert (data->new_sem != NULL);
 815         }
 816         io_job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
 817         g_assert (io_job_added != NULL);
 818         if (data->epoll_disabled) {
 819                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), socket_io_poll_main, data, TRUE);
 820         }
 821 #ifdef HAVE_EPOLL
 822         else {
 823                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), socket_io_epoll_main, data, TRUE);
 824         }
 825 #endif
 826         InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 827         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 828 }
 829
 830 static void
 831 socket_io_add_poll (MonoSocketAsyncResult *state)
 832 {
 833         int events;
 834         char msg [1];
 835         MonoMList *list;
 836         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 837
 838 #if defined(PLATFORM_MACOSX) || defined(PLATFORM_BSD) || defined(PLATFORM_WIN32) || defined(PLATFORM_SOLARIS)
 839         /* select() for connect() does not work well on the Mac. Bug #75436. */
 840         /* Bug #77637 for the BSD 6 case */
 841         /* Bug #78888 for the Windows case */
 842         if (state->operation == AIO_OP_CONNECT && state->blocking == TRUE) {
 843                 start_io_thread_or_queue (state);
 844                 return;
 845         }
 846 #endif
 847         WaitForSingleObject (data->new_sem, INFINITE);
 848         if (data->newpfd == NULL)
 849                 data->newpfd = g_new0 (mono_pollfd, 1);
 850
 851         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 852         /* FIXME: 64 bit issue: handle can be a pointer on windows? */
 853         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle));
 854         if (list == NULL) {
 855                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
 856         } else {
 857                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
 858         }
 859
 860         events = get_events_from_list (list);
 861         INIT_POLLFD (data->newpfd, GPOINTER_TO_INT (state->handle), events);
 862         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle), list);
 863         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 864         *msg = (char) state->operation;
 865 #ifndef PLATFORM_WIN32
 866         write (data->pipe [1], msg, 1);
 867 #else
 868         send ((SOCKET) data->pipe [1], msg, 1, 0);
 869 #endif
 870 }
 871
 872 #ifdef HAVE_EPOLL
 873 static gboolean
 874 socket_io_add_epoll (MonoSocketAsyncResult *state)
 875 {
 876         MonoMList *list;
 877         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 878         struct epoll_event event;
 879         int epoll_op, ievt;
 880         int fd;
 881
 882         memset (&event, 0, sizeof (struct epoll_event));
 883         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 884         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 885         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 886         if (list == NULL) {
 887                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
 888                 epoll_op = EPOLL_CTL_ADD;
 889         } else {
 890                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
 891                 epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 892         }
 893
 894         ievt = get_events_from_list (list);
 895         if ((ievt & MONO_POLLIN) != 0)
 896                 event.events |= EPOLLIN;
 897         if ((ievt & MONO_POLLOUT) != 0)
 898                 event.events |= EPOLLOUT;
 899
 900         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 901         event.data.fd = fd;
 902 #ifdef EPOLL_DEBUG
 903         g_print ("%s %d with %d\n", epoll_op == EPOLL_CTL_ADD ? "ADD" : "MOD", fd, event.events);
 904 #endif
 905         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 906                 int err = errno;
 907                 if (epoll_op == EPOLL_CTL_ADD && err == EEXIST) {
 908                         epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 909                         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 910                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s\n", err, g_strerror (err));
 911                         }
 912                 }
 913         }
 914
 915         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 916         return TRUE;
 917 }
 918 #endif
 919
 920 static void
 921 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 922 {
 923         socket_io_init (&socket_io_data);
 924         MONO_OBJECT_SETREF (state, ares, ares);
 925 #ifdef HAVE_EPOLL
 926         if (socket_io_data.epoll_disabled == FALSE) {
 927                 if (socket_io_add_epoll (state))
 928                         return;
 929         }
 930 #endif
 931         socket_io_add_poll (state);
 932 }
 933
 934 static gboolean
 935 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 936 {
 937         gint op;
 938         MonoSocketAsyncResult *sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 939         MonoClass *klass;
 940
 941         if (target == NULL || state == NULL)
 942                 return FALSE;
 943
 944         if (socket_async_call_klass == NULL) {
 945                 klass = target->vtable->klass;
 946                 /* Check if it's SocketAsyncCall in System.Net.Sockets
 947                  * FIXME: check the assembly is signed correctly for extra care
 948                  */
 949                 if (klass->name [0] == 'S' && strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall") == 0
 950                                 && strcmp (mono_image_get_name (klass->image), "System") == 0
 951                                 && klass->nested_in && strcmp (klass->nested_in->name, "Socket") == 0)
 952                         socket_async_call_klass = klass;
 953         }
 954
 955         if (process_async_call_klass == NULL) {
 956                 klass = target->vtable->klass;
 957                 /* Check if it's AsyncReadHandler in System.Diagnostics.Process
 958                  * FIXME: check the assembly is signed correctly for extra care
 959                  */
 960                 if (klass->name [0] == 'A' && strcmp (klass->name, "AsyncReadHandler") == 0
 961                                 && strcmp (mono_image_get_name (klass->image), "System") == 0
 962                                 && klass->nested_in && strcmp (klass->nested_in->name, "Process") == 0)
 963                         process_async_call_klass = klass;
 964         }
 965         /* return both when socket_async_call_klass has not been seen yet and when
 966          * the object is not an instance of the class.
 967          */
 968         if (target->vtable->klass != socket_async_call_klass && target->vtable->klass != process_async_call_klass)
 969                 return FALSE;
 970
 971         op = sock_res->operation;
 972         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 973                 return FALSE;
 974
 975         return TRUE;
 976 }
 977 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 978
 979 static void
 980 mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares)
 981 {
 982         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
 983         MonoThread *thread = NULL;
 984         MonoObject *res, *exc = NULL;
 985         MonoArray *out_args = NULL;
 986
 987         if (ares->execution_context) {
 988                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
 989                 thread = mono_thread_current ();
 990                 MONO_OBJECT_SETREF (ares, original_context, mono_thread_get_execution_context ());
 991                 mono_thread_set_execution_context (ares->execution_context);
 992         } else {
 993                 ares->original_context = NULL;
 994         }
 995
 996         ac->msg->exc = NULL;
 997         res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg, &exc, &out_args);
 998         MONO_OBJECT_SETREF (ac, res, res);
 999         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg->exc, exc);
1000         MONO_OBJECT_SETREF (ac, out_args, out_args);
1001
1002         ares->completed = 1;
1003
1004         /* call async callback if cb_method != null*/
1005         if (ac->cb_method) {
1006                 MonoObject *exc = NULL;
1007                 void *pa = &ares;
1008                 mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &exc);
1009                 /* 'exc' will be the previous ac->msg->exc if not NULL and not
1010                  * catched. If catched, this will be set to NULL and the
1011                  * exception will not be printed. */
1012                 MONO_OBJECT_SETREF (ac->msg, exc, exc);
1013         }
1014
1015         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
1016         if (ares->original_context) {
1017                 mono_thread_set_execution_context (ares->original_context);
1018                 ares->original_context = NULL;
1019         }
1020
1021         /* notify listeners */
1022         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
1023         if (ares->handle != NULL) {
1024                 ac->wait_event = (gsize) mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
1025                 SetEvent ((gpointer)(gsize)ac->wait_event);
1026         }
1027         mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1028
1029         EnterCriticalSection (&ares_lock);
1030         mono_g_hash_table_remove (ares_htable, ares);
1031         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
1032 }
1033
1034 static void
1035 start_idle_threads (MonoAsyncResult *data)
1036 {
1037         int needed;
1038         int existing;
1039
1040         needed = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1041         do {
1042                 existing = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1043                 if ((needed - existing) > 0) {
1044                         start_tpthread (data);
1045                         if (data)
1046                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject*)data);
1047                         data = NULL;
1048                         Sleep (500);
1049                 }
1050         } while ((needed - existing) > 0);
1051
1052         /* If we don't start any thread here, make sure 'data' is processed. */
1053         if (data != NULL) {
1054                 start_thread_or_queue (data);
1055                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject*)data);
1056         }
1057 }
1058
1059 static void
1060 start_tpthread (MonoAsyncResult *data)
1061 {
1062         InterlockedIncrement (&mono_worker_threads);
1063         InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
1064         threadpool_jobs_inc ((MonoObject *)data);
1065         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), async_invoke_thread, data, TRUE);
1066 }
1067
1068 void
1069 mono_thread_pool_init ()
1070 {
1071         int threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
1072         int cpu_count;
1073
1074         if ((int) InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0) == 1)
1075                 return;
1076
1077         MONO_GC_REGISTER_ROOT (ares_htable);
1078         MONO_GC_REGISTER_ROOT (socket_io_data.sock_to_state);
1079         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
1080         InitializeCriticalSection (&ares_lock);
1081         InitializeCriticalSection (&io_queue_lock);
1082         ares_htable = mono_g_hash_table_new_type (NULL, NULL, MONO_HASH_KEY_VALUE_GC);
1083         job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
1084         g_assert (job_added != NULL);
1085         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
1086                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
1087                 if (threads_per_cpu <= 0)
1088                         threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
1089         }
1090
1091         cpu_count = mono_cpu_count ();
1092         mono_max_worker_threads = 20 + threads_per_cpu * cpu_count;
1093         mono_min_worker_threads = cpu_count; /* 1 idle thread per cpu */
1094
1095         async_call_klass = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System", "MonoAsyncCall");
1096         g_assert (async_call_klass);
1097 }
1098
1099 MonoAsyncResult *
1100 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
1101                       MonoObject *state)
1102 {
1103         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
1104         MonoAsyncResult *ares;
1105         ASyncCall *ac;
1106
1107         ac = (ASyncCall*)mono_object_new (mono_domain_get (), async_call_klass);
1108         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg, msg);
1109         MONO_OBJECT_SETREF (ac, state, state);
1110
1111         if (async_callback) {
1112                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
1113                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, cb_target, async_callback);
1114         }
1115
1116         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, NULL, (MonoObject*)ac);
1117         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
1118
1119         if (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADED || domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING)
1120                 return ares;
1121
1122         EnterCriticalSection (&ares_lock);
1123         mono_g_hash_table_insert (ares_htable, ares, ares);
1124         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
1125
1126 #ifndef DISABLE_SOCKETS
1127         if (socket_io_filter (target, state)) {
1128                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
1129                 return ares;
1130         }
1131 #endif
1132
1133         start_thread_or_queue (ares);
1134         return ares;
1135 }
1136
1137 static void
1138 start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares)
1139 {
1140         int busy, worker;
1141
1142         if ((int) InterlockedCompareExchange (&tp_idle_started, 1, 0) == 0) {
1143                 threadpool_jobs_inc ((MonoObject*)ares);
1144                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), start_idle_threads, ares, TRUE);
1145                 return;
1146         }
1147
1148         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
1149         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1150         if (worker <= ++busy &&
1151             worker < mono_max_worker_threads) {
1152                 start_tpthread (ares);
1153         } else {
1154                 append_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue, (MonoObject*)ares);
1155                 ReleaseSemaphore (job_added, 1, NULL);
1156         }
1157 }
1158
1159 MonoObject *
1160 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
1161 {
1162         ASyncCall *ac;
1163
1164         *exc = NULL;
1165         *out_args = NULL;
1166
1167         /* check if already finished */
1168         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
1169
1170         if (ares->endinvoke_called) {
1171                 *exc = (MonoObject *)mono_exception_from_name (mono_defaults.corlib, "System",
1172                                               "InvalidOperationException");
1173                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1174                 return NULL;
1175         }
1176
1177         ares->endinvoke_called = 1;
1178         ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
1179
1180         g_assert (ac != NULL);
1181
1182         /* wait until we are really finished */
1183         if (!ares->completed) {
1184                 if (ares->handle == NULL) {
1185                         ac->wait_event = (gsize)CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
1186                         g_assert(ac->wait_event != 0);
1187                         MONO_OBJECT_SETREF (ares, handle, (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), (gpointer)(gsize)ac->wait_event));
1188                 }
1189                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1190                 WaitForSingleObjectEx ((gpointer)(gsize)ac->wait_event, INFINITE, TRUE);
1191         } else {
1192                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1193         }
1194
1195         *exc = ac->msg->exc; /* FIXME: GC add write barrier */
1196         *out_args = ac->out_args;
1197
1198         return ac->res;
1199 }
1200
1201 void
1202 mono_thread_pool_cleanup (void)
1203 {
1204         gint release;
1205
1206         EnterCriticalSection (&mono_delegate_section);
1207         free_queue (&async_call_queue);
1208         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1209         LeaveCriticalSection (&mono_delegate_section);
1210         if (job_added)
1211                 ReleaseSemaphore (job_added, release, NULL);
1212
1213         socket_io_cleanup (&socket_io_data);
1214 }
1215
1216 static void
1217 append_job (CRITICAL_SECTION *cs, TPQueue *list, MonoObject *ar)
1218 {
1219         threadpool_jobs_inc (ar);
1220
1221         EnterCriticalSection (cs);
1222         if (list->array && (list->next_elem < mono_array_length (list->array))) {
1223                 mono_array_setref (list->array, list->next_elem, ar);
1224                 list->next_elem++;
1225                 LeaveCriticalSection (cs);
1226                 return;
1227         }
1228         if (!list->array) {
1229                 MONO_GC_REGISTER_ROOT (list->array);
1230                 list->array = mono_array_new_cached (mono_get_root_domain (), mono_defaults.object_class, 16);
1231         } else {
1232                 int count = list->next_elem - list->first_elem;
1233                 /* slide the array or create a larger one if it's full */
1234                 if (list->first_elem) {
1235                         mono_array_memcpy_refs (list->array, 0, list->array, list->first_elem, count);
1236                 } else {
1237                         MonoArray *newa = mono_array_new_cached (mono_get_root_domain (), mono_defaults.object_class, mono_array_length (list->array) * 2);
1238                         mono_array_memcpy_refs (newa, 0, list->array, list->first_elem, count);
1239                         list->array = newa;
1240                 }
1241                 list->first_elem = 0;
1242                 list->next_elem = count;
1243         }
1244         mono_array_setref (list->array, list->next_elem, ar);
1245         list->next_elem++;
1246         LeaveCriticalSection (cs);
1247 }
1248
1249
1250 static void
1251 clear_queue (CRITICAL_SECTION *cs, TPQueue *list, MonoDomain *domain)
1252 {
1253         int i, count = 0;
1254         EnterCriticalSection (cs);
1255         /*remove*/
1256         for (i = list->first_elem; i < list->next_elem; ++i) {
1257                 MonoObject *obj = mono_array_get (list->array, MonoObject*, i);
1258                 if (obj->vtable->domain == domain) {
1259                         unregister_job ((MonoAsyncResult*)obj);
1260
1261                         mono_array_set (list->array, MonoObject*, i, NULL);
1262                         InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
1263                         ++count;
1264                 }
1265         }
1266         /*compact*/
1267         if (count) {
1268                 int idx = 0;
1269                 for (i = list->first_elem; i < list->next_elem; ++i) {
1270                         MonoObject *obj = mono_array_get (list->array, MonoObject*, i);
1271                         if (obj)
1272                                 mono_array_set (list->array, MonoObject*, idx++, obj);
1273                 }
1274                 list->first_elem = 0;
1275                 list->next_elem = count;
1276         }
1277         LeaveCriticalSection (cs);
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Clean up the threadpool of all domain jobs.
1282  * Can only be called as part of the domain unloading process as
1283  * it will wait for all jobs to be visible to the interruption code.
1284  */
1285 gboolean
1286 mono_thread_pool_remove_domain_jobs (MonoDomain *domain, int timeout)
1287 {
1288         HANDLE sem_handle;
1289         int result = TRUE;
1290         guint32 start_time = 0;
1291
1292         clear_queue (&mono_delegate_section, &async_call_queue, domain);
1293         clear_queue (&io_queue_lock, &async_io_queue, domain);
1294
1295         /*
1296          * There might be some threads out that could be about to execute stuff from the given domain.
1297          * We avoid that by setting up a semaphore to be pulsed by the thread that reaches zero.
1298          */
1299         sem_handle = CreateSemaphore (NULL, 0, 1, NULL);
1300
1301         domain->cleanup_semaphore = sem_handle;
1302         /*
1303          * The memory barrier here is required to have global ordering between assigning to cleanup_semaphone
1304          * and reading threadpool_jobs.
1305          * Otherwise this thread could read a stale version of threadpool_jobs and wait forever.
1306          */
1307         mono_memory_write_barrier ();
1308
1309         if (domain->threadpool_jobs && timeout != -1)
1310                 start_time = mono_msec_ticks ();
1311         while (domain->threadpool_jobs) {
1312                 WaitForSingleObject (sem_handle, timeout);
1313                 if (timeout != -1 && (mono_msec_ticks () - start_time) > timeout) {
1314                         result = FALSE;
1315                         break;
1316                 }
1317         }
1318
1319         domain->cleanup_semaphore = NULL;
1320         CloseHandle (sem_handle);
1321         return result;
1322 }
1323
1324
1325 static MonoObject*
1326 dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, TPQueue *list)
1327 {
1328         MonoObject *ar;
1329         int count;
1330
1331         EnterCriticalSection (cs);
1332         if (!list->array || list->first_elem == list->next_elem) {
1333                 LeaveCriticalSection (cs);
1334                 return NULL;
1335         }
1336         ar = mono_array_get (list->array, MonoObject*, list->first_elem);
1337         mono_array_setref (list->array, list->first_elem, NULL);
1338         list->first_elem++;
1339         count = list->next_elem - list->first_elem;
1340         /* reduce the size of the array if it's mostly empty */
1341         if (mono_array_length (list->array) > 16 && count < (mono_array_length (list->array) / 3)) {
1342                 MonoArray *newa = mono_array_new_cached (mono_get_root_domain (), mono_defaults.object_class, mono_array_length (list->array) / 2);
1343                 mono_array_memcpy_refs (newa, 0, list->array, list->first_elem, count);
1344                 list->array = newa;
1345                 list->first_elem = 0;
1346                 list->next_elem = count;
1347         }
1348         LeaveCriticalSection (cs);
1349
1350         return ar;
1351 }
1352
1353 static void
1354 free_queue (TPQueue *list)
1355 {
1356         list->array = NULL;
1357         list->first_elem = list->next_elem = 0;
1358 }
1359
1360 static void
1361 async_invoke_thread (gpointer data)
1362 {
1363         MonoDomain *domain;
1364         MonoThread *thread;
1365         int workers, min;
1366         const gchar *version;
1367
1368         thread = mono_thread_current ();
1369         version = mono_get_runtime_info ()->framework_version;
1370         for (;;) {
1371                 MonoAsyncResult *ar;
1372
1373                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1374                 if (ar) {
1375                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1376                          * so we need to set the right domain here */
1377                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1378
1379                         g_assert (domain);
1380
1381                         if (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADED || domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING) {
1382                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
1383                                 unregister_job (ar);
1384                                 data = NULL;
1385                         } else {
1386                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1387                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
1388                                         unregister_job (ar);
1389                                         data = NULL;
1390                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1391                                         continue;
1392                                 }
1393
1394                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1395                                         ASyncCall *ac;
1396
1397                                         mono_async_invoke (ar);
1398                                         ac = (ASyncCall *) ar->object_data;
1399                                         /*
1400                                         if (ac->msg->exc != NULL)
1401                                                 mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
1402                                         */
1403                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1404                                 }
1405                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1406                                 InterlockedDecrement (&busy_worker_threads);
1407                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
1408                                 if (*version != '1' && !mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
1409                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1410                         }
1411                 }
1412
1413                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1414
1415                 if (!data) {
1416                         guint32 wr;
1417                         int timeout = THREAD_EXIT_TIMEOUT;
1418                         guint32 start_time = mono_msec_ticks ();
1419
1420                         do {
1421                                 wr = WaitForSingleObjectEx (job_added, (guint32)timeout, TRUE);
1422                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1423                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1424
1425                                 timeout -= mono_msec_ticks () - start_time;
1426
1427                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT && wr != WAIT_IO_COMPLETION)
1428                                         data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1429                         }
1430                         while (!data && timeout > 0);
1431                 }
1432
1433                 if (!data) {
1434                         workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1435                         min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1436
1437                         while (!data && workers <= min) {
1438                                 WaitForSingleObjectEx (job_added, INFINITE, TRUE);
1439                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1440                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1441
1442                                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1443                                 workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1444                                 min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1445                         }
1446                 }
1447
1448                 if (!data) {
1449                         InterlockedDecrement (&mono_worker_threads);
1450                         return;
1451                 }
1452
1453                 InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
1454         }
1455
1456         g_assert_not_reached ();
1457 }
1458
1459 void
1460 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1461 {
1462         gint busy, busy_io;
1463
1464         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1465
1466         busy = (gint) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
1467         busy_io = (gint) InterlockedCompareExchange (&busy_io_worker_threads, 0, -1);
1468         *workerThreads = mono_max_worker_threads - busy;
1469         *completionPortThreads = mono_io_max_worker_threads - busy_io;
1470 }
1471
1472 void
1473 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1474 {
1475         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1476
1477         *workerThreads = mono_max_worker_threads;
1478         *completionPortThreads = mono_io_max_worker_threads;
1479 }
1480
1481 void
1482 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1483 {
1484         gint workers, workers_io;
1485
1486         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1487
1488         workers = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1489         workers_io = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_io_min_worker_threads, 0, -1);
1490
1491         *workerThreads = workers;
1492         *completionPortThreads = workers_io;
1493 }
1494
1495 MonoBoolean
1496 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1497 {
1498         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1499
1500         if (workerThreads < 0 || workerThreads > mono_max_worker_threads)
1501                 return FALSE;
1502
1503         if (completionPortThreads < 0 || completionPortThreads > mono_io_max_worker_threads)
1504                 return FALSE;
1505
1506         InterlockedExchange (&mono_min_worker_threads, workerThreads);
1507         InterlockedExchange (&mono_io_min_worker_threads, completionPortThreads);
1508         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), start_idle_threads, NULL, TRUE);
1509         return TRUE;
1510 }
1511
1512 MonoBoolean
1513 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMaxThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1514 {
1515         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1516
1517         if (workerThreads < mono_max_worker_threads)
1518                 return FALSE;
1519
1520         if (completionPortThreads < mono_io_max_worker_threads)
1521                 return FALSE;
1522
1523         InterlockedExchange (&mono_max_worker_threads, workerThreads);
1524         InterlockedExchange (&mono_io_max_worker_threads, completionPortThreads);
1525         return TRUE;
1526 }
1527