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  * (C) 2001-2003 Ximian, Inc.
   9  * (c) 2004,2005 Novell, Inc. (http://www.novell.com)
  10  */
  11
  12 #include <config.h>
  13 #include <glib.h>
  14
  15 #ifdef PLATFORM_WIN32
  16 #define WINVER 0x0500
  17 #define _WIN32_WINNT 0x0500
  18 #endif
  19
  20 #define THREADS_PER_CPU 5 /* 20 + THREADS_PER_CPU * number of CPUs */
  21
  22 #include <mono/metadata/domain-internals.h>
  23 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  24 #include <mono/metadata/threads.h>
  25 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  26 #include <mono/metadata/threadpool-internals.h>
  27 #include <mono/metadata/exception.h>
  28 #include <mono/metadata/file-io.h>
  29 #include <mono/metadata/monitor.h>
  30 #include <mono/metadata/marshal.h>
  31 #include <mono/metadata/socket-io.h>
  32 #include <mono/io-layer/io-layer.h>
  33 #include <mono/os/gc_wrapper.h>
  34 #include <errno.h>
  35 #include <sys/time.h>
  36 #include <sys/types.h>
  37 #include <fcntl.h>
  38 #include <unistd.h>
  39 #include <string.h>
  40
  41 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  42 #ifdef HAVE_EPOLL
  43 #include <sys/epoll.h>
  44 #endif
  45
  46 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  47
  48 #include "threadpool.h"
  49
  50 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  51                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  52
  53 #undef EPOLL_DEBUG
  54
  55 /* maximum number of worker threads */
  56 static int mono_max_worker_threads;
  57 static int mono_min_worker_threads;
  58 static int mono_io_max_worker_threads;
  59
  60 /* current number of worker threads */
  61 static int mono_worker_threads = 0;
  62 static int io_worker_threads = 0;
  63
  64 /* current number of busy threads */
  65 static int busy_worker_threads = 0;
  66 static int busy_io_worker_threads;
  67
  68 /* mono_thread_pool_init called */
  69 static int tp_inited;
  70
  71 /* we use this to store a reference to the AsyncResult to avoid GC */
  72 static MonoGHashTable *ares_htable = NULL;
  73
  74 static CRITICAL_SECTION ares_lock;
  75 static CRITICAL_SECTION io_queue_lock;
  76 static int pending_io_items;
  77
  78 typedef struct {
  79         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  80         int inited;
  81         int pipe [2];
  82         GHashTable *sock_to_state;
  83
  84         HANDLE new_sem; /* access to newpfd and write side of the pipe */
  85         mono_pollfd *newpfd;
  86         gboolean epoll_disabled;
  87 #ifdef HAVE_EPOLL
  88         int epollfd;
  89 #endif
  90 } SocketIOData;
  91
  92 static SocketIOData socket_io_data;
  93
  94 /* we append a job */
  95 static HANDLE job_added;
  96 static HANDLE io_job_added;
  97
  98 typedef struct {
  99         MonoMethodMessage *msg;
 100         HANDLE             wait_event;
 101         MonoMethod        *cb_method;
 102         MonoDelegate      *cb_target;
 103         MonoObject        *state;
 104         MonoObject        *res;
 105         MonoArray         *out_args;
 106 } ASyncCall;
 107
 108 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 109 static void append_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist, gpointer ar);
 110 static void start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares);
 111 static void mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares);
 112 static gpointer dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist);
 113
 114 static GList *async_call_queue = NULL;
 115 static GList *async_io_queue = NULL;
 116
 117 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 118
 119 #define INIT_POLLFD(a, b, c) {(a)->fd = b; (a)->events = c; (a)->revents = 0;}
 120 enum {
 121         AIO_OP_FIRST,
 122         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 123         AIO_OP_CONNECT,
 124         AIO_OP_RECEIVE,
 125         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 126         AIO_OP_SEND,
 127         AIO_OP_SENDTO,
 128         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 129         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 130         AIO_OP_LAST
 131 };
 132
 133 static void
 134 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 135 {
 136         gint release;
 137
 138         if (data->inited == 0)
 139                 return;
 140
 141         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 142         data->inited = 0;
 143 #ifdef PLATFORM_WIN32
 144         closesocket (data->pipe [0]);
 145         closesocket (data->pipe [1]);
 146 #else
 147         close (data->pipe [0]);
 148         close (data->pipe [1]);
 149 #endif
 150         data->pipe [0] = -1;
 151         data->pipe [1] = -1;
 152         if (data->new_sem)
 153                 CloseHandle (data->new_sem);
 154         data->new_sem = NULL;
 155         g_hash_table_destroy (data->sock_to_state);
 156         data->sock_to_state = NULL;
 157         g_list_free (async_io_queue);
 158         async_io_queue = NULL;
 159         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 160         if (io_job_added)
 161                 ReleaseSemaphore (io_job_added, release, NULL);
 162         g_free (data->newpfd);
 163         data->newpfd = NULL;
 164 #ifdef HAVE_EPOLL
 165         if (FALSE == data->epoll_disabled)
 166                 close (data->epollfd);
 167 #endif
 168         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 169 }
 170
 171 static int
 172 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 173 {
 174         switch (state->operation) {
 175         case AIO_OP_ACCEPT:
 176         case AIO_OP_RECEIVE:
 177         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 178         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 179                 return MONO_POLLIN;
 180         case AIO_OP_SEND:
 181         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 182         case AIO_OP_SENDTO:
 183         case AIO_OP_CONNECT:
 184                 return MONO_POLLOUT;
 185         default: /* Should never happen */
 186                 g_print ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!\n");
 187                 return 0;
 188         }
 189 }
 190
 191 static int
 192 get_events_from_list (GSList *list)
 193 {
 194         MonoSocketAsyncResult *state;
 195         int events = 0;
 196
 197         while (list && list->data) {
 198                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 199                 events |= get_event_from_state (state);
 200                 list = list->next;
 201         }
 202
 203         return events;
 204 }
 205
 206 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 207                                 (SOCKET) x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 208                                  x->socket_flags, &x->error);
 209
 210 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 211                                 (SOCKET) x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 212                                  x->socket_flags, &x->error);
 213
 214 static void
 215 async_invoke_io_thread (gpointer data)
 216 {
 217         MonoDomain *domain;
 218         MonoThread *thread;
 219         thread = mono_thread_current ();
 220         thread->threadpool_thread = TRUE;
 221         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 222
 223         for (;;) {
 224                 MonoSocketAsyncResult *state;
 225                 MonoAsyncResult *ar;
 226
 227                 state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
 228                 if (state) {
 229                         InterlockedDecrement (&pending_io_items);
 230                         ar = state->ares;
 231                         /* worker threads invokes methods in different domains,
 232                          * so we need to set the right domain here */
 233                         switch (state->operation) {
 234                         case AIO_OP_RECEIVE:
 235                                 state->total = ICALL_RECV (state);
 236                                 break;
 237                         case AIO_OP_SEND:
 238                                 state->total = ICALL_SEND (state);
 239                                 break;
 240                         }
 241
 242                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
 243                         mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
 244                         if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
 245                                 ASyncCall *ac;
 246
 247                                 mono_async_invoke (ar);
 248                                 ac = (ASyncCall *) ar->data;
 249                                 /*
 250                                 if (ac->msg->exc != NULL)
 251                                         mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
 252                                 */
 253                                 mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
 254                         }
 255                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
 256                         InterlockedDecrement (&busy_io_worker_threads);
 257                 }
 258
 259                 data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 260
 261                 if (!data) {
 262                         guint32 wr;
 263                         int timeout = 10000;
 264                         guint32 start_time = GetTickCount ();
 265
 266                         do {
 267                                 wr = WaitForSingleObjectEx (io_job_added, (guint32)timeout, TRUE);
 268                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 269                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 270
 271                                 timeout -= GetTickCount () - start_time;
 272
 273                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT)
 274                                         data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 275                         }
 276                         while (!data && timeout > 0);
 277                 }
 278
 279                 if (!data) {
 280                         if (InterlockedDecrement (&io_worker_threads) < 2) {
 281                                 /* If we have pending items, keep the thread alive */
 282                                 if (InterlockedCompareExchange (&pending_io_items, 0, 0) != 0) {
 283                                         InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 284                                         continue;
 285                                 }
 286                         }
 287                         return;
 288                 }
 289
 290                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 291         }
 292
 293         g_assert_not_reached ();
 294 }
 295
 296 static void
 297 start_io_thread_or_queue (MonoSocketAsyncResult *ares)
 298 {
 299         int busy, worker;
 300         MonoDomain *domain;
 301
 302         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_io_worker_threads, 0, -1);
 303         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 304         if (worker <= ++busy &&
 305             worker < mono_io_max_worker_threads) {
 306                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 307                 InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 308                 domain = ((ares) ? ((MonoObject *) ares)->vtable->domain : mono_domain_get ());
 309                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), async_invoke_io_thread, ares);
 310         } else {
 311                 append_job (&io_queue_lock, &async_io_queue, ares);
 312                 ReleaseSemaphore (io_job_added, 1, NULL);
 313         }
 314 }
 315
 316 static GSList *
 317 process_io_event (GSList *list, int event)
 318 {
 319         MonoSocketAsyncResult *state;
 320         GSList *oldlist;
 321
 322         oldlist = list;
 323         state = NULL;
 324         while (list) {
 325                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 326                 if (get_event_from_state (state) == event)
 327                         break;
 328
 329                 list = list->next;
 330         }
 331
 332         if (list != NULL) {
 333                 oldlist = g_slist_remove_link (oldlist, list);
 334                 g_slist_free_1 (list);
 335 #ifdef EPOLL_DEBUG
 336                 g_print ("Dispatching event %d on socket %d\n", event, state->handle);
 337 #endif
 338                 InterlockedIncrement (&pending_io_items);
 339                 start_io_thread_or_queue (state);
 340         }
 341
 342         return oldlist;
 343 }
 344
 345 static int
 346 mark_bad_fds (mono_pollfd *pfds, int nfds)
 347 {
 348         int i, ret;
 349         mono_pollfd *pfd;
 350         int count = 0;
 351
 352         for (i = 0; i < nfds; i++) {
 353                 pfd = &pfds [i];
 354                 if (pfd->fd == -1)
 355                         continue;
 356
 357                 ret = mono_poll (pfds, 1, 0);
 358                 if (ret == -1 && errno == EBADF) {
 359                         pfd->revents |= MONO_POLLNVAL;
 360                         count++;
 361                 } else if (ret == 1) {
 362                         count++;
 363                 }
 364         }
 365
 366         return count;
 367 }
 368
 369 static void
 370 socket_io_poll_main (gpointer p)
 371 {
 372 #define INITIAL_POLLFD_SIZE     1024
 373 #define POLL_ERRORS (MONO_POLLERR | MONO_POLLHUP | MONO_POLLNVAL)
 374         SocketIOData *data = p;
 375         mono_pollfd *pfds;
 376         gint maxfd = 1;
 377         gint allocated;
 378         gint i;
 379         MonoThread *thread;
 380
 381         thread = mono_thread_current ();
 382         thread->threadpool_thread = TRUE;
 383         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 384
 385         allocated = INITIAL_POLLFD_SIZE;
 386         pfds = g_new0 (mono_pollfd, allocated);
 387         INIT_POLLFD (pfds, data->pipe [0], MONO_POLLIN);
 388         for (i = 1; i < allocated; i++)
 389                 INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 390
 391         while (1) {
 392                 int nsock = 0;
 393                 mono_pollfd *pfd;
 394                 char one [1];
 395                 GSList *list;
 396
 397                 do {
 398                         if (nsock == -1) {
 399                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 400                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 401                         }
 402
 403                         nsock = mono_poll (pfds, maxfd, -1);
 404                 } while (nsock == -1 && errno == EINTR);
 405
 406                 /*
 407                  * Apart from EINTR, we only check EBADF, for the rest:
 408                  *  EINVAL: mono_poll() 'protects' us from descriptor
 409                  *      numbers above the limit if using select() by marking
 410                  *      then as MONO_POLLERR.  If a system poll() is being
 411                  *      used, the number of descriptor we're passing will not
 412                  *      be over sysconf(_SC_OPEN_MAX), as the error would have
 413                  *      happened when opening.
 414                  *
 415                  *  EFAULT: we own the memory pointed by pfds.
 416                  *  ENOMEM: we're doomed anyway
 417                  *
 418                  */
 419
 420                 if (nsock == -1 && errno == EBADF) {
 421                         pfds->revents = 0; /* Just in case... */
 422                         nsock = mark_bad_fds (pfds, maxfd);
 423                 }
 424
 425                 if ((pfds->revents & POLL_ERRORS) != 0) {
 426                         /* We're supposed to die now, as the pipe has been closed */
 427                         g_free (pfds);
 428                         socket_io_cleanup (data);
 429                         return;
 430                 }
 431
 432                 /* Got a new socket */
 433                 if ((pfds->revents & MONO_POLLIN) != 0) {
 434                         int nread;
 435
 436                         for (i = 1; i < allocated; i++) {
 437                                 pfd = &pfds [i];
 438                                 if (pfd->fd == -1 || pfd->fd == data->newpfd->fd)
 439                                         break;
 440                         }
 441
 442                         if (i == allocated) {
 443                                 mono_pollfd *oldfd;
 444
 445                                 oldfd = pfds;
 446                                 i = allocated;
 447                                 allocated = allocated * 2;
 448                                 pfds = g_renew (mono_pollfd, oldfd, allocated);
 449                                 g_free (oldfd);
 450                                 for (; i < allocated; i++)
 451                                         INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 452                         }
 453 #ifndef PLATFORM_WIN32
 454                         nread = read (data->pipe [0], one, 1);
 455 #else
 456                         nread = recv ((SOCKET) data->pipe [0], one, 1, 0);
 457 #endif
 458                         if (nread <= 0) {
 459                                 g_free (pfds);
 460                                 return; /* we're closed */
 461                         }
 462
 463                         INIT_POLLFD (&pfds [i], data->newpfd->fd, data->newpfd->events);
 464                         ReleaseSemaphore (data->new_sem, 1, NULL);
 465                         if (i >= maxfd)
 466                                 maxfd = i + 1;
 467                         nsock--;
 468                 }
 469
 470                 if (nsock == 0)
 471                         continue;
 472
 473                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 474                 if (data->inited == 0) {
 475                         g_free (pfds);
 476                         return; /* cleanup called */
 477                 }
 478
 479                 for (i = 1; i < maxfd && nsock > 0; i++) {
 480                         pfd = &pfds [i];
 481                         if (pfd->fd == -1 || pfd->revents == 0)
 482                                 continue;
 483
 484                         nsock--;
 485                         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 486                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLIN | POLL_ERRORS)) != 0) {
 487                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 488                         }
 489
 490                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLOUT | POLL_ERRORS)) != 0) {
 491                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 492                         }
 493
 494                         if (list != NULL) {
 495                                 g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd), list);
 496                                 pfd->events = get_events_from_list (list);
 497                         } else {
 498                                 g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 499                                 pfd->fd = -1;
 500                                 if (i == maxfd - 1)
 501                                         maxfd--;
 502                         }
 503                 }
 504                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 505         }
 506 }
 507
 508 #ifdef HAVE_EPOLL
 509 #define EPOLL_ERRORS (EPOLLERR | EPOLLHUP)
 510 static void
 511 socket_io_epoll_main (gpointer p)
 512 {
 513         SocketIOData *data;
 514         int epollfd;
 515         MonoThread *thread;
 516         struct epoll_event *events, *evt;
 517         const int nevents = 512;
 518         int ready = 0, i;
 519
 520         data = p;
 521         epollfd = data->epollfd;
 522         thread = mono_thread_current ();
 523         thread->threadpool_thread = TRUE;
 524         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 525         events = g_new0 (struct epoll_event, nevents);
 526
 527         while (1) {
 528                 do {
 529                         if (ready == -1) {
 530                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 531                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 532                         }
 533 #ifdef EPOLL_DEBUG
 534                         g_print ("epoll_wait init\n");
 535 #endif
 536                         ready = epoll_wait (epollfd, events, nevents, -1);
 537 #ifdef EPOLL_DEBUG
 538                         {
 539                         int err = errno;
 540                         g_print ("epoll_wait end with %d ready sockets (%d %s).\n", ready, err, (err) ? g_strerror (err) : "");
 541                         errno = err;
 542                         }
 543 #endif
 544                 } while (ready == -1 && errno == EINTR);
 545
 546                 if (ready == -1) {
 547                         int err = errno;
 548                         g_free (events);
 549                         if (err != EBADF)
 550                                 g_warning ("epoll_wait: %d %s\n", err, g_strerror (err));
 551
 552                         close (epollfd);
 553                         return;
 554                 }
 555
 556                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 557                 if (data->inited == 0) {
 558 #ifdef EPOLL_DEBUG
 559                         g_print ("data->inited == 0\n");
 560 #endif
 561                         g_free (events);
 562                         close (epollfd);
 563                         return; /* cleanup called */
 564                 }
 565
 566                 for (i = 0; i < ready; i++) {
 567                         int fd;
 568                         GSList *list;
 569
 570                         evt = &events [i];
 571                         fd = evt->data.fd;
 572                         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 573 #ifdef EPOLL_DEBUG
 574                         g_print ("Event %d on %d list length: %d\n", evt->events, fd, g_slist_length (list));
 575 #endif
 576                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLIN | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 577                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 578                         }
 579
 580                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLOUT | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 581                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 582                         }
 583
 584                         if (list != NULL) {
 585                                 g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd), list);
 586                                 evt->events = get_events_from_list (list);
 587 #ifdef EPOLL_DEBUG
 588                                 g_print ("MOD %d to %d\n", fd, evt->events);
 589 #endif
 590                                 if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, evt)) {
 591                                         if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, evt) == -1) {
 592 #ifdef EPOLL_DEBUG
 593                                                 int err = errno;
 594                                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s fd: %d events: %d", err, g_strerror (err), fd, evt->events);
 595                                                 errno = err;
 596 #endif
 597                                         }
 598                                 }
 599                         } else {
 600                                 g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 601 #ifdef EPOLL_DEBUG
 602                                 g_print ("DEL %d\n", fd);
 603 #endif
 604                                 epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, evt);
 605                         }
 606                 }
 607                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 608         }
 609 }
 610 #endif
 611
 612 /*
 613  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 614  * the socket from its internal list without notification.
 615  */
 616 void
 617 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 618 {
 619 #ifdef HAVE_EPOLL
 620         GSList *list, *next;
 621         MonoSocketAsyncResult *state;
 622
 623         if (socket_io_data.epoll_disabled == TRUE || socket_io_data.inited == FALSE)
 624                 return;
 625
 626         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 627         list = g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 628         if (list) {
 629                 g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 630         }
 631         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 632
 633         while (list) {
 634                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 635                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 636                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 637                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 638                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 639
 640                 next = g_slist_remove_link (list, list);
 641                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 642                 if (list)
 643                         process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 644
 645                 list = next;
 646         }
 647 #endif
 648 }
 649
 650 #ifdef PLATFORM_WIN32
 651 static void
 652 connect_hack (gpointer x)
 653 {
 654         struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *) x;
 655         int count = 0;
 656
 657         while (connect ((SOCKET) socket_io_data.pipe [1], (SOCKADDR *) addr, sizeof (struct sockaddr_in))) {
 658                 Sleep (500);
 659                 if (++count > 3) {
 660                         g_warning ("Error initializing async. sockets %d.\n", WSAGetLastError ());
 661                         g_assert (WSAGetLastError ());
 662                 }
 663         }
 664 }
 665 #endif
 666
 667 static void
 668 socket_io_init (SocketIOData *data)
 669 {
 670 #ifdef PLATFORM_WIN32
 671         struct sockaddr_in server;
 672         struct sockaddr_in client;
 673         SOCKET srv;
 674         int len;
 675 #endif
 676         int inited;
 677
 678         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 679         if (inited == 1)
 680                 return;
 681
 682         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 683         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 684         if (inited == 1) {
 685                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 686                 return;
 687         }
 688
 689 #ifdef HAVE_EPOLL
 690         data->epoll_disabled = (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL);
 691         if (FALSE == data->epoll_disabled) {
 692                 data->epollfd = epoll_create (256);
 693                 data->epoll_disabled = (data->epollfd == -1);
 694                 if (data->epoll_disabled && g_getenv ("MONO_DEBUG"))
 695                         g_message ("epoll_create() failed. Using plain poll().");
 696         } else {
 697                 data->epollfd = -1;
 698         }
 699 #else
 700         data->epoll_disabled = TRUE;
 701 #endif
 702
 703 #ifndef PLATFORM_WIN32
 704         if (data->epoll_disabled) {
 705                 if (pipe (data->pipe) != 0) {
 706                         int err = errno;
 707                         perror ("mono");
 708                         g_assert (err);
 709                 }
 710         } else {
 711                 data->pipe [0] = -1;
 712                 data->pipe [1] = -1;
 713         }
 714 #else
 715         srv = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 716         g_assert (srv != INVALID_SOCKET);
 717         data->pipe [1] = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 718         g_assert (data->pipe [1] != INVALID_SOCKET);
 719
 720         server.sin_family = AF_INET;
 721         server.sin_addr.s_addr = inet_addr ("127.0.0.1");
 722         server.sin_port = 0;
 723         if (bind (srv, (SOCKADDR *) &server, sizeof (server))) {
 724                 g_print ("%d\n", WSAGetLastError ());
 725                 g_assert (1 != 0);
 726         }
 727
 728         len = sizeof (server);
 729         getsockname (srv, (SOCKADDR *) &server, &len);
 730         listen (srv, 1);
 731         mono_thread_create (mono_get_root_domain (), connect_hack, &server);
 732         len = sizeof (server);
 733         data->pipe [0] = accept (srv, (SOCKADDR *) &client, &len);
 734         g_assert (data->pipe [0] != INVALID_SOCKET);
 735         closesocket (srv);
 736 #endif
 737         mono_io_max_worker_threads = mono_max_worker_threads / 2;
 738         if (mono_io_max_worker_threads < 10)
 739                 mono_io_max_worker_threads = 10;
 740
 741         data->sock_to_state = g_hash_table_new (g_direct_hash, g_direct_equal);
 742
 743         if (data->epoll_disabled)
 744                 data->new_sem = CreateSemaphore (NULL, 1, 1, NULL);
 745         io_job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
 746         InitializeCriticalSection (&io_queue_lock);
 747         if (data->epoll_disabled) {
 748                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), socket_io_poll_main, data);
 749         }
 750 #ifdef HAVE_EPOLL
 751         else {
 752                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), socket_io_epoll_main, data);
 753         }
 754 #endif
 755         InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 756         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 757 }
 758
 759 static void
 760 socket_io_add_poll (MonoSocketAsyncResult *state)
 761 {
 762         int events;
 763         char msg [1];
 764         GSList *list;
 765         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 766
 767         WaitForSingleObject (data->new_sem, INFINITE);
 768         if (data->newpfd == NULL)
 769                 data->newpfd = g_new0 (mono_pollfd, 1);
 770
 771         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 772         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle));
 773         if (list == NULL) {
 774                 list = g_slist_alloc ();
 775                 list->data = state;
 776         } else {
 777                 list = g_slist_append (list, state);
 778         }
 779
 780         events = get_events_from_list (list);
 781         INIT_POLLFD (data->newpfd, GPOINTER_TO_INT (state->handle), events);
 782         g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle), list);
 783         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 784         *msg = (char) state->operation;
 785 #ifndef PLATFORM_WIN32
 786         write (data->pipe [1], msg, 1);
 787 #else
 788         send ((SOCKET) data->pipe [1], msg, 1, 0);
 789 #endif
 790 }
 791
 792 #ifdef HAVE_EPOLL
 793 static gboolean
 794 socket_io_add_epoll (MonoSocketAsyncResult *state)
 795 {
 796         GSList *list;
 797         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 798         struct epoll_event event;
 799         int epoll_op, ievt;
 800         int fd;
 801
 802         memset (&event, 0, sizeof (struct epoll_event));
 803         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 804         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 805         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 806         if (list == NULL) {
 807                 list = g_slist_alloc ();
 808                 list->data = state;
 809                 epoll_op = EPOLL_CTL_ADD;
 810         } else {
 811                 list = g_slist_append (list, state);
 812                 epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 813         }
 814
 815         ievt = get_events_from_list (list);
 816         if ((ievt & MONO_POLLIN) != 0)
 817                 event.events |= EPOLLIN;
 818         if ((ievt & MONO_POLLOUT) != 0)
 819                 event.events |= EPOLLOUT;
 820
 821         g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 822         event.data.fd = fd;
 823 #ifdef EPOLL_DEBUG
 824         g_print ("%s %d with %d\n", epoll_op == EPOLL_CTL_ADD ? "ADD" : "MOD", fd, event.events);
 825 #endif
 826         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 827                 int err = errno;
 828                 if (epoll_op == EPOLL_CTL_ADD && err == EEXIST) {
 829                         epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 830                         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 831                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s\n", err, g_strerror (err));
 832                         }
 833                 }
 834         }
 835
 836         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 837         return TRUE;
 838 }
 839 #endif
 840
 841 static void
 842 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 843 {
 844         socket_io_init (&socket_io_data);
 845         state->ares = ares;
 846 #ifdef HAVE_EPOLL
 847         if (socket_io_data.epoll_disabled == FALSE) {
 848                 if (socket_io_add_epoll (state))
 849                         return;
 850         }
 851 #endif
 852         socket_io_add_poll (state);
 853 }
 854
 855 static gboolean
 856 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 857 {
 858         gint op;
 859         MonoSocketAsyncResult *sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 860         MonoClass *klass;
 861
 862         if (target == NULL || state == NULL)
 863                 return FALSE;
 864
 865         if (socket_async_call_klass == NULL) {
 866                 klass = target->vtable->klass;
 867                 /* Check if it's SocketAsyncCall in System
 868                  * FIXME: check the assembly is signed correctly for extra care
 869                  */
 870                 if (klass->name [0] == 'S' && strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall") == 0
 871                                 && strcmp (mono_image_get_name (klass->image), "System") == 0
 872                                 && klass->nested_in && strcmp (klass->nested_in->name, "Socket") == 0)
 873                         socket_async_call_klass = klass;
 874         }
 875
 876         /* return both when socket_async_call_klass has not been seen yet and when
 877          * the object is not an instance of the class.
 878          */
 879         if (target->vtable->klass != socket_async_call_klass)
 880                 return FALSE;
 881
 882         op = sock_res->operation;
 883         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 884                 return FALSE;
 885
 886         return TRUE;
 887 }
 888
 889 static void
 890 mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares)
 891 {
 892         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->data;
 893         MonoThread *thread = NULL;
 894
 895         if (ares->execution_context) {
 896                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
 897                 thread = mono_thread_current ();
 898                 ares->original_context = thread->execution_context;
 899                 thread->execution_context = ares->execution_context;
 900         } else {
 901                 ares->original_context = NULL;
 902         }
 903
 904         ac->msg->exc = NULL;
 905         ac->res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg,
 906                                        &ac->msg->exc, &ac->out_args);
 907
 908         ares->completed = 1;
 909
 910         /* call async callback if cb_method != null*/
 911         if (ac->cb_method) {
 912                 MonoObject *exc = NULL;
 913                 void *pa = &ares;
 914                 mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &exc);
 915                 /* 'exc' will be the previous ac->msg->exc if not NULL and not
 916                  * catched. If catched, this will be set to NULL and the
 917                  * exception will not be printed. */
 918                 ac->msg->exc = exc;
 919         }
 920
 921         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
 922         if (ares->original_context) {
 923                 thread->execution_context = ares->original_context;
 924                 ares->original_context = NULL;
 925         }
 926
 927         /* notify listeners */
 928         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 929         if (ares->handle != NULL) {
 930                 ac->wait_event = ((MonoWaitHandle *) ares->handle)->handle;
 931                 SetEvent (ac->wait_event);
 932         }
 933         mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 934
 935         EnterCriticalSection (&ares_lock);
 936         mono_g_hash_table_remove (ares_htable, ares);
 937         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
 938 }
 939
 940 void
 941 mono_thread_pool_init ()
 942 {
 943         SYSTEM_INFO info;
 944         int threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
 945
 946         if ((int) InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0) == 1)
 947                 return;
 948
 949         MONO_GC_REGISTER_ROOT (ares_htable);
 950         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 951         InitializeCriticalSection (&ares_lock);
 952         ares_htable = mono_g_hash_table_new (NULL, NULL);
 953         job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
 954         GetSystemInfo (&info);
 955         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
 956                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
 957                 if (threads_per_cpu <= 0)
 958                         threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
 959         }
 960
 961         mono_max_worker_threads = 20 + threads_per_cpu * info.dwNumberOfProcessors;
 962 }
 963
 964 MonoAsyncResult *
 965 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
 966                       MonoObject *state)
 967 {
 968         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 969         MonoAsyncResult *ares;
 970         ASyncCall *ac;
 971
 972 #ifdef HAVE_BOEHM_GC
 973         ac = GC_MALLOC (sizeof (ASyncCall));
 974 #else
 975         /* We'll leak the event if creaated... */
 976         ac = g_new0 (ASyncCall, 1);
 977 #endif
 978         ac->wait_event = NULL;
 979         ac->msg = msg;
 980         ac->state = state;
 981
 982         if (async_callback) {
 983                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
 984                 ac->cb_target = async_callback;
 985         }
 986
 987         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, ac);
 988         ares->async_delegate = target;
 989
 990         EnterCriticalSection (&ares_lock);
 991         mono_g_hash_table_insert (ares_htable, ares, ares);
 992         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
 993
 994         if (socket_io_filter (target, state)) {
 995                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
 996                 return ares;
 997         }
 998
 999         start_thread_or_queue (ares);
1000         return ares;
1001 }
1002
1003 static void
1004 start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares)
1005 {
1006         int busy, worker;
1007         MonoDomain *domain;
1008
1009         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
1010         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1011         if (worker <= ++busy &&
1012             worker < mono_max_worker_threads) {
1013                 InterlockedIncrement (&mono_worker_threads);
1014                 InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
1015                 domain = ((MonoObject *) ares)->vtable->domain;
1016                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), async_invoke_thread, ares);
1017         } else {
1018                 append_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue, ares);
1019                 ReleaseSemaphore (job_added, 1, NULL);
1020         }
1021 }
1022
1023 MonoObject *
1024 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
1025 {
1026         ASyncCall *ac;
1027
1028         *exc = NULL;
1029         *out_args = NULL;
1030
1031         /* check if already finished */
1032         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
1033
1034         if (ares->endinvoke_called) {
1035                 *exc = (MonoObject *)mono_exception_from_name (mono_defaults.corlib, "System",
1036                                               "InvalidOperationException");
1037                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1038                 return NULL;
1039         }
1040
1041         ares->endinvoke_called = 1;
1042         ac = (ASyncCall *)ares->data;
1043
1044         g_assert (ac != NULL);
1045
1046         /* wait until we are really finished */
1047         if (!ares->completed) {
1048                 if (ares->handle == NULL) {
1049                         ac->wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
1050                         ares->handle = (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), ac->wait_event);
1051                 }
1052                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1053                 WaitForSingleObjectEx (ac->wait_event, INFINITE, TRUE);
1054         } else {
1055                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1056         }
1057
1058         *exc = ac->msg->exc;
1059         *out_args = ac->out_args;
1060
1061         return ac->res;
1062 }
1063
1064 void
1065 mono_thread_pool_cleanup (void)
1066 {
1067         gint release;
1068
1069         EnterCriticalSection (&mono_delegate_section);
1070         g_list_free (async_call_queue);
1071         async_call_queue = NULL;
1072         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1073         LeaveCriticalSection (&mono_delegate_section);
1074         if (job_added)
1075                 ReleaseSemaphore (job_added, release, NULL);
1076
1077         socket_io_cleanup (&socket_io_data);
1078 }
1079
1080 static void
1081 append_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist, gpointer ar)
1082 {
1083         GList *tmp, *list;
1084
1085         EnterCriticalSection (cs);
1086         list = *plist;
1087         if (list == NULL) {
1088                 list = g_list_append (list, ar);
1089         } else {
1090                 for (tmp = list; tmp && tmp->data != NULL; tmp = tmp->next);
1091                 if (tmp == NULL) {
1092                         list = g_list_append (list, ar);
1093                 } else {
1094                         tmp->data = ar;
1095                 }
1096         }
1097         *plist = list;
1098         LeaveCriticalSection (cs);
1099 }
1100
1101 static gpointer
1102 dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist)
1103 {
1104         gpointer ar = NULL;
1105         GList *tmp, *tmp2, *list;
1106
1107         EnterCriticalSection (cs);
1108         list = *plist;
1109         tmp = list;
1110         if (tmp) {
1111                 ar = tmp->data;
1112                 tmp->data = NULL;
1113                 tmp2 = tmp;
1114                 for (tmp2 = tmp; tmp2->next != NULL; tmp2 = tmp2->next);
1115                 if (tmp2 != tmp) {
1116                         list = tmp->next;
1117                         tmp->next = NULL;
1118                         tmp2->next = tmp;
1119                         tmp->prev = tmp2;
1120                 }
1121         }
1122         *plist = list;
1123         LeaveCriticalSection (cs);
1124
1125         return ar;
1126 }
1127
1128 static void
1129 async_invoke_thread (gpointer data)
1130 {
1131         MonoDomain *domain;
1132         MonoThread *thread;
1133         int workers, min;
1134
1135         thread = mono_thread_current ();
1136         thread->threadpool_thread = TRUE;
1137         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1138
1139         for (;;) {
1140                 MonoAsyncResult *ar;
1141
1142                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1143                 if (ar) {
1144                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1145                          * so we need to set the right domain here */
1146                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1147                         mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1148                         if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1149                                 ASyncCall *ac;
1150
1151                                 mono_async_invoke (ar);
1152                                 ac = (ASyncCall *) ar->data;
1153                                 /*
1154                                 if (ac->msg->exc != NULL)
1155                                         mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
1156                                 */
1157                                 mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1158                         }
1159                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1160                         InterlockedDecrement (&busy_worker_threads);
1161                 }
1162
1163                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1164
1165                 if (!data) {
1166                         guint32 wr;
1167                         int timeout = 10000;
1168                         guint32 start_time = GetTickCount ();
1169
1170                         do {
1171                                 wr = WaitForSingleObjectEx (job_added, (guint32)timeout, TRUE);
1172                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1173                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1174
1175                                 timeout -= GetTickCount () - start_time;
1176
1177                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT)
1178                                         data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1179                         }
1180                         while (!data && timeout > 0);
1181                 }
1182
1183                 if (!data) {
1184                         workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1185                         min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1186
1187                         while (!data && workers <= min) {
1188                                 WaitForSingleObjectEx (job_added, INFINITE, TRUE);
1189                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1190                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1191
1192                                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1193                                 workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1194                                 min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1195                         }
1196                 }
1197
1198                 if (!data) {
1199                         InterlockedDecrement (&mono_worker_threads);
1200                         return;
1201                 }
1202
1203                 InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
1204         }
1205
1206         g_assert_not_reached ();
1207 }
1208
1209 void
1210 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1211 {
1212         gint busy;
1213
1214         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1215
1216         busy = (gint) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
1217         *workerThreads = mono_max_worker_threads - busy;
1218         *completionPortThreads = 0;
1219 }
1220
1221 void
1222 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1223 {
1224         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1225
1226         *workerThreads = mono_max_worker_threads;
1227         *completionPortThreads = 0;
1228 }
1229
1230 void
1231 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1232 {
1233         gint workers;
1234
1235         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1236
1237         workers = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1238         *workerThreads = workers;
1239         *completionPortThreads = 0;
1240 }
1241
1242 MonoBoolean
1243 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1244 {
1245         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1246
1247         if (workerThreads < 0 || workerThreads > mono_max_worker_threads)
1248                 return FALSE;
1249         InterlockedExchange (&mono_min_worker_threads, workerThreads);
1250         /* FIXME: should actually start the idle threads if needed */
1251         return TRUE;
1252 }
1253