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 2004-2010 Novell, Inc (http://www.novell.com)
  10  * Copyright 2001 Xamarin Inc (http://www.xamarin.com)
  11  */
  12
  13 #include <config.h>
  14 #include <glib.h>
  15
  16 #include <mono/metadata/profiler-private.h>
  17 #include <mono/metadata/threads.h>
  18 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  19 #include <mono/metadata/threadpool-internals.h>
  20 #include <mono/metadata/exception.h>
  21 #include <mono/metadata/environment.h>
  22 #include <mono/metadata/mono-mlist.h>
  23 #include <mono/metadata/mono-perfcounters.h>
  24 #include <mono/metadata/socket-io.h>
  25 #include <mono/metadata/mono-cq.h>
  26 #include <mono/metadata/mono-wsq.h>
  27 #include <mono/metadata/mono-ptr-array.h>
  28 #include <mono/io-layer/io-layer.h>
  29 #include <mono/utils/mono-time.h>
  30 #include <mono/utils/mono-proclib.h>
  31 #include <mono/utils/mono-semaphore.h>
  32 #include <errno.h>
  33 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  34 #include <sys/time.h>
  35 #endif
  36 #include <sys/types.h>
  37 #include <fcntl.h>
  38 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  39 #include <unistd.h>
  40 #endif
  41 #include <string.h>
  42 #ifdef HAVE_SYS_SOCKET_H
  43 #include <sys/socket.h>
  44 #endif
  45 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  46 #ifdef HAVE_EPOLL
  47 #include <sys/epoll.h>
  48 #endif
  49 #ifdef HAVE_KQUEUE
  50 #include <sys/event.h>
  51 #endif
  52
  53
  54 #ifndef DISABLE_SOCKETS
  55 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  56 #endif
  57
  58 #include "threadpool.h"
  59
  60 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  61                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  62
  63 #define SPIN_TRYLOCK(i) (InterlockedCompareExchange (&(i), 1, 0) == 0)
  64 #define SPIN_LOCK(i) do { \
  65                                 if (SPIN_TRYLOCK (i)) \
  66                                         break; \
  67                         } while (1)
  68
  69 #define SPIN_UNLOCK(i) i = 0
  70 #define SMALL_STACK (128 * (sizeof (gpointer) / 4) * 1024)
  71
  72 /* DEBUG: prints tp data every 2s */
  73 #undef DEBUG
  74
  75 /* mono_thread_pool_init called */
  76 static volatile int tp_inited;
  77
  78 enum {
  79         POLL_BACKEND,
  80         EPOLL_BACKEND,
  81         KQUEUE_BACKEND
  82 };
  83
  84 typedef struct {
  85         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  86         int inited; // 0 -> not initialized , 1->initializing, 2->initialized, 3->cleaned up
  87         MonoGHashTable *sock_to_state;
  88
  89         gint event_system;
  90         gpointer event_data;
  91         void (*modify) (gpointer event_data, int fd, int operation, int events, gboolean is_new);
  92         void (*wait) (gpointer sock_data);
  93         void (*shutdown) (gpointer event_data);
  94 } SocketIOData;
  95
  96 static SocketIOData socket_io_data;
  97
  98 /* Keep in sync with the System.MonoAsyncCall class which provides GC tracking */
  99 typedef struct {
 100         MonoObject         object;
 101         MonoMethodMessage *msg;
 102         MonoMethod        *cb_method;
 103         MonoDelegate      *cb_target;
 104         MonoObject        *state;
 105         MonoObject        *res;
 106         MonoArray         *out_args;
 107 } ASyncCall;
 108
 109 typedef struct {
 110         MonoSemType lock;
 111         MonoCQ *queue; /* GC root */
 112         MonoSemType new_job;
 113         volatile gint waiting; /* threads waiting for a work item */
 114
 115         /**/
 116         volatile gint pool_status; /* 0 -> not initialized, 1 -> initialized, 2 -> cleaning up */
 117         /* min, max, n and busy -> Interlocked */
 118         volatile gint min_threads;
 119         volatile gint max_threads;
 120         volatile gint nthreads;
 121         volatile gint busy_threads;
 122
 123         void (*async_invoke) (gpointer data);
 124         void *pc_nitems; /* Performance counter for total number of items in added */
 125         void *pc_nthreads; /* Performance counter for total number of active threads */
 126         /**/
 127         volatile gint destroy_thread;
 128         volatile gint ignore_times; /* Used when there's a thread being created or destroyed */
 129         volatile gint sp_lock; /* spin lock used to protect ignore_times */
 130         volatile gint64 last_check;
 131         volatile gint64 time_sum;
 132         volatile gint n_sum;
 133         gint64 averages [2];
 134         gboolean is_io;
 135 } ThreadPool;
 136
 137 static ThreadPool async_tp;
 138 static ThreadPool async_io_tp;
 139
 140 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 141 static MonoObject *mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares);
 142 static void threadpool_free_queue (ThreadPool *tp);
 143 static void threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar);
 144 static void threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs);
 145 static void threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer));
 146 static void threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp);
 147 static void threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp);
 148 static gboolean threadpool_start_thread (ThreadPool *tp);
 149 static void monitor_thread (gpointer data);
 150 static void socket_io_cleanup (SocketIOData *data);
 151 static MonoObject *get_io_event (MonoMList **list, gint event);
 152 static int get_events_from_list (MonoMList *list);
 153 static int get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state);
 154
 155 static MonoClass *async_call_klass;
 156 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 157 static MonoClass *process_async_call_klass;
 158
 159 static GPtrArray *wsqs;
 160 CRITICAL_SECTION wsqs_lock;
 161
 162 /* Hooks */
 163 static MonoThreadPoolFunc tp_start_func;
 164 static MonoThreadPoolFunc tp_finish_func;
 165 static gpointer tp_hooks_user_data;
 166 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_begin_func;
 167 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_end_func;
 168 static gpointer tp_item_user_data;
 169
 170 enum {
 171         AIO_OP_FIRST,
 172         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 173         AIO_OP_CONNECT,
 174         AIO_OP_RECEIVE,
 175         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 176         AIO_OP_SEND,
 177         AIO_OP_SENDTO,
 178         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 179         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 180         AIO_OP_READPIPE,
 181         AIO_OP_CONSOLE2,
 182         AIO_OP_DISCONNECT,
 183         AIO_OP_ACCEPTRECEIVE,
 184         AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS,
 185         AIO_OP_SEND_BUFFERS,
 186         AIO_OP_LAST
 187 };
 188
 189 #include <mono/metadata/tpool-poll.c>
 190 #ifdef HAVE_EPOLL
 191 #include <mono/metadata/tpool-epoll.c>
 192 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 193 #include <mono/metadata/tpool-kqueue.c>
 194 #endif
 195 /*
 196  * Functions to check whenever a class is given system class. We need to cache things in MonoDomain since some of the
 197  * assemblies can be unloaded.
 198  */
 199
 200 static gboolean
 201 is_system_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 202 {
 203         if (domain->system_image == NULL)
 204                 domain->system_image = mono_image_loaded ("System");
 205
 206         return klass->image == domain->system_image;
 207 }
 208
 209 static gboolean
 210 is_corlib_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 211 {
 212         return klass->image == mono_defaults.corlib;
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Note that we call it is_socket_type() where 'socket' refers to the image
 217  * that contains the System.Net.Sockets.Socket type.
 218 */
 219 static gboolean
 220 is_socket_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 221 {
 222         return is_system_type (domain, klass);
 223 }
 224
 225 #define check_type_cached(domain, ASSEMBLY, _class, _namespace, _name, loc) do { \
 226         if (*loc) \
 227                 return *loc == _class; \
 228         if (is_##ASSEMBLY##_type (domain, _class) && !strcmp (_name, _class->name) && !strcmp (_namespace, _class->name_space)) { \
 229                 *loc = _class; \
 230                 return TRUE; \
 231         } \
 232         return FALSE; \
 233 } while (0) \
 234
 235 #define check_corlib_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, corlib, _class, _namespace, _name, loc)
 236
 237 #define check_socket_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, socket, _class, _namespace, _name, loc)
 238
 239 #define check_system_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, system, _class, _namespace, _name, loc)
 240
 241 static gboolean
 242 is_corlib_asyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 243 {
 244         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System.Runtime.Remoting.Messaging", "AsyncResult", &domain->corlib_asyncresult_class);
 245 }
 246
 247 static gboolean
 248 is_socket (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 249 {
 250         check_socket_type_cached (domain, klass, "System.Net.Sockets", "Socket", &domain->socket_class);
 251 }
 252
 253 static gboolean
 254 is_socketasyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 255 {
 256         return (klass->nested_in &&
 257                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 258                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncResult"));
 259 }
 260
 261 static gboolean
 262 is_socketasynccall (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 263 {
 264         return (klass->nested_in &&
 265                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 266                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall"));
 267 }
 268
 269 static gboolean
 270 is_appdomainunloaded_exception (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 271 {
 272         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System", "AppDomainUnloadedException", &domain->ad_unloaded_ex_class);
 273 }
 274
 275 static gboolean
 276 is_sd_process (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 277 {
 278         check_system_type_cached (domain, klass, "System.Diagnostics", "Process", &domain->process_class);
 279 }
 280
 281 static gboolean
 282 is_sdp_asyncreadhandler (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 283 {
 284
 285         return (klass->nested_in &&
 286                         is_sd_process (domain, klass->nested_in) &&
 287                 !strcmp (klass->name, "AsyncReadHandler"));
 288 }
 289
 290
 291 #ifdef DISABLE_SOCKETS
 292
 293 #define socket_io_cleanup(x)
 294
 295 static int
 296 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 297 {
 298         g_assert_not_reached ();
 299         return -1;
 300 }
 301
 302 static int
 303 get_events_from_list (MonoMList *list)
 304 {
 305         return 0;
 306 }
 307
 308 #else
 309
 310 static void
 311 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 312 {
 313         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 314         if (data->inited != 2) {
 315                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 316                 return;
 317         }
 318         data->inited = 3;
 319         data->shutdown (data->event_data);
 320         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 321 }
 322
 323 static int
 324 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 325 {
 326         switch (state->operation) {
 327         case AIO_OP_ACCEPT:
 328         case AIO_OP_RECEIVE:
 329         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 330         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 331         case AIO_OP_READPIPE:
 332         case AIO_OP_ACCEPTRECEIVE:
 333         case AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS:
 334                 return MONO_POLLIN;
 335         case AIO_OP_SEND:
 336         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 337         case AIO_OP_SENDTO:
 338         case AIO_OP_CONNECT:
 339         case AIO_OP_SEND_BUFFERS:
 340         case AIO_OP_DISCONNECT:
 341                 return MONO_POLLOUT;
 342         default: /* Should never happen */
 343                 g_message ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!");
 344                 return 0;
 345         }
 346 }
 347
 348 static int
 349 get_events_from_list (MonoMList *list)
 350 {
 351         MonoSocketAsyncResult *state;
 352         int events = 0;
 353
 354         while (list && (state = (MonoSocketAsyncResult *)mono_mlist_get_data (list))) {
 355                 events |= get_event_from_state (state);
 356                 list = mono_mlist_next (list);
 357         }
 358
 359         return events;
 360 }
 361
 362 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 363                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 364                                  x->socket_flags, &x->error);
 365
 366 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 367                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 368                                  x->socket_flags, &x->error);
 369
 370 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 371
 372 static void
 373 threadpool_jobs_inc (MonoObject *obj)
 374 {
 375         if (obj)
 376                 InterlockedIncrement (&obj->vtable->domain->threadpool_jobs);
 377 }
 378
 379 static gboolean
 380 threadpool_jobs_dec (MonoObject *obj)
 381 {
 382         MonoDomain *domain;
 383         int remaining_jobs;
 384
 385         if (obj == NULL)
 386                 return FALSE;
 387
 388         domain = obj->vtable->domain;
 389         remaining_jobs = InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
 390         if (remaining_jobs == 0 && domain->cleanup_semaphore) {
 391                 ReleaseSemaphore (domain->cleanup_semaphore, 1, NULL);
 392                 return TRUE;
 393         }
 394         return FALSE;
 395 }
 396
 397 static MonoObject *
 398 get_io_event (MonoMList **list, gint event)
 399 {
 400         MonoObject *state;
 401         MonoMList *current;
 402         MonoMList *prev;
 403
 404         current = *list;
 405         prev = NULL;
 406         state = NULL;
 407         while (current) {
 408                 state = mono_mlist_get_data (current);
 409                 if (get_event_from_state ((MonoSocketAsyncResult *) state) == event)
 410                         break;
 411
 412                 state = NULL;
 413                 prev = current;
 414                 current = mono_mlist_next (current);
 415         }
 416
 417         if (current) {
 418                 if (prev) {
 419                         mono_mlist_set_next (prev, mono_mlist_next (current));
 420                 } else {
 421                         *list = mono_mlist_next (*list);
 422                 }
 423         }
 424
 425         return state;
 426 }
 427
 428 /*
 429  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 430  * the socket from its internal list without notification.
 431  */
 432 void
 433 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 434 {
 435         MonoMList *list;
 436         MonoSocketAsyncResult *state;
 437         MonoObject *ares;
 438
 439         if (socket_io_data.inited == 0)
 440                 return;
 441
 442         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 443         if (socket_io_data.sock_to_state == NULL) {
 444                 LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 445                 return;
 446         }
 447         list = mono_g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 448         if (list)
 449                 mono_g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 450         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 451
 452         while (list) {
 453                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
 454                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 455                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 456                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 457                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 458
 459                 ares = get_io_event (&list, MONO_POLLIN);
 460                 threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 461                 if (list) {
 462                         ares = get_io_event (&list, MONO_POLLOUT);
 463                         threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 464                 }
 465         }
 466 }
 467
 468 static void
 469 init_event_system (SocketIOData *data)
 470 {
 471 #ifdef HAVE_EPOLL
 472         if (data->event_system == EPOLL_BACKEND) {
 473                 data->event_data = tp_epoll_init (data);
 474                 if (data->event_data == NULL) {
 475                         if (g_getenv ("MONO_DEBUG"))
 476                                 g_message ("Falling back to poll()");
 477                         data->event_system = POLL_BACKEND;
 478                 }
 479         }
 480 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 481         if (data->event_system == KQUEUE_BACKEND)
 482                 data->event_data = tp_kqueue_init (data);
 483 #endif
 484         if (data->event_system == POLL_BACKEND)
 485                 data->event_data = tp_poll_init (data);
 486 }
 487
 488 static void
 489 socket_io_init (SocketIOData *data)
 490 {
 491         int inited;
 492
 493         if (data->inited >= 2) // 2 -> initialized, 3-> cleaned up
 494                 return;
 495
 496         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 497         if (inited >= 1) {
 498                 while (TRUE) {
 499                         if (data->inited >= 2)
 500                                 return;
 501                         SleepEx (1, FALSE);
 502                 }
 503         }
 504
 505         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 506         data->sock_to_state = mono_g_hash_table_new_type (g_direct_hash, g_direct_equal, MONO_HASH_VALUE_GC);
 507 #ifdef HAVE_EPOLL
 508         data->event_system = EPOLL_BACKEND;
 509 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 510         data->event_system = KQUEUE_BACKEND;
 511 #else
 512         data->event_system = POLL_BACKEND;
 513 #endif
 514         if (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL)
 515                 data->event_system = POLL_BACKEND;
 516
 517         init_event_system (data);
 518         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), data->wait, data, TRUE, SMALL_STACK);
 519         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 520         data->inited = 2;
 521         threadpool_start_thread (&async_io_tp);
 522 }
 523
 524 static void
 525 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 526 {
 527         MonoMList *list;
 528         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 529         int fd;
 530         gboolean is_new;
 531         int ievt;
 532
 533         socket_io_init (&socket_io_data);
 534         if (mono_runtime_is_shutting_down () || data->inited == 3 || data->sock_to_state == NULL)
 535                 return;
 536         if (async_tp.pool_status == 2)
 537                 return;
 538
 539         MONO_OBJECT_SETREF (state, ares, ares);
 540
 541         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 542         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 543         if (data->sock_to_state == NULL) {
 544                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 545                 return;
 546         }
 547         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 548         if (list == NULL) {
 549                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
 550                 is_new = TRUE;
 551         } else {
 552                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
 553                 is_new = FALSE;
 554         }
 555
 556         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 557         ievt = get_events_from_list (list);
 558         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 559         data->modify (data->event_data, fd, state->operation, ievt, is_new);
 560 }
 561
 562 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 563 static gboolean
 564 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 565 {
 566         gint op;
 567         MonoSocketAsyncResult *sock_res;
 568         MonoClass *klass;
 569         MonoDomain *domain;
 570
 571         if (target == NULL || state == NULL)
 572                 return FALSE;
 573
 574         domain = target->vtable->domain;
 575         klass = target->vtable->klass;
 576         if (socket_async_call_klass == NULL && is_socketasynccall (domain, klass))
 577                 socket_async_call_klass = klass;
 578
 579         if (process_async_call_klass == NULL && is_sdp_asyncreadhandler (domain, klass))
 580                 process_async_call_klass = klass;
 581
 582         if (klass != socket_async_call_klass && klass != process_async_call_klass)
 583                 return FALSE;
 584
 585         sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 586         op = sock_res->operation;
 587         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 588                 return FALSE;
 589
 590         return TRUE;
 591 }
 592 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 593
 594 /* Returns the exception thrown when invoking, if any */
 595 static MonoObject *
 596 mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares)
 597 {
 598         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
 599         MonoObject *res, *exc = NULL;
 600         MonoArray *out_args = NULL;
 601         HANDLE wait_event = NULL;
 602
 603         if (ares->execution_context) {
 604                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
 605                 MONO_OBJECT_SETREF (ares, original_context, mono_thread_get_execution_context ());
 606                 mono_thread_set_execution_context (ares->execution_context);
 607         } else {
 608                 ares->original_context = NULL;
 609         }
 610
 611         if (ac == NULL) {
 612                 /* Fast path from ThreadPool.*QueueUserWorkItem */
 613                 void *pa = ares->async_state;
 614                 res = mono_runtime_delegate_invoke (ares->async_delegate, &pa, &exc);
 615         } else {
 616                 MonoObject *cb_exc = NULL;
 617
 618                 ac->msg->exc = NULL;
 619                 res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg, &exc, &out_args);
 620                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, res, res);
 621                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg->exc, exc);
 622                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, out_args, out_args);
 623
 624                 mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 625                 ares->completed = 1;
 626                 if (ares->handle != NULL)
 627                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 628                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 629                 /* notify listeners */
 630                 if (wait_event != NULL)
 631                         SetEvent (wait_event);
 632
 633                 /* call async callback if cb_method != null*/
 634                 if (ac != NULL && ac->cb_method) {
 635                         void *pa = &ares;
 636                         cb_exc = NULL;
 637                         mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &cb_exc);
 638                         exc = cb_exc;
 639                 } else {
 640                         exc = NULL;
 641                 }
 642         }
 643
 644         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
 645         if (ares->original_context) {
 646                 mono_thread_set_execution_context (ares->original_context);
 647                 ares->original_context = NULL;
 648         }
 649         return exc;
 650 }
 651
 652 static void
 653 threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp)
 654 {
 655         int n;
 656         guint32 stack_size;
 657
 658         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
 659         do {
 660                 while (1) {
 661                         n = tp->nthreads;
 662                         if (n >= tp->min_threads)
 663                                 return;
 664                         if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n)
 665                                 break;
 666                 }
 667 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 668                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
 669 #endif
 670                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
 671                 SleepEx (100, TRUE);
 672         } while (1);
 673 }
 674
 675 static void
 676 threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer))
 677 {
 678         memset (tp, 0, sizeof (ThreadPool));
 679         tp->min_threads = min_threads;
 680         tp->max_threads = max_threads;
 681         tp->async_invoke = async_invoke;
 682         tp->queue = mono_cq_create ();
 683         MONO_SEM_INIT (&tp->new_job, 0);
 684 }
 685
 686 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 687 static void *
 688 init_perf_counter (const char *category, const char *counter)
 689 {
 690         MonoString *category_str;
 691         MonoString *counter_str;
 692         MonoString *machine;
 693         MonoDomain *root;
 694         MonoBoolean custom;
 695         int type;
 696
 697         if (category == NULL || counter == NULL)
 698                 return NULL;
 699         root = mono_get_root_domain ();
 700         category_str = mono_string_new (root, category);
 701         counter_str = mono_string_new (root, counter);
 702         machine = mono_string_new (root, ".");
 703         return mono_perfcounter_get_impl (category_str, counter_str, NULL, machine, &type, &custom);
 704 }
 705 #endif
 706
 707 #ifdef DEBUG
 708 static void
 709 print_pool_info (ThreadPool *tp)
 710 {
 711
 712 //      if (tp->tail - tp->head == 0)
 713 //              return;
 714
 715         g_print ("Pool status? %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 0, 0));
 716         g_print ("Min. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->min_threads, 0, 0));
 717         g_print ("Max. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, 0));
 718         g_print ("nthreads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, 0, 0));
 719         g_print ("busy threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->busy_threads, 0, 0));
 720         g_print ("Waiting: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->waiting, 0, 0));
 721         g_print ("Queued: %d\n", (tp->tail - tp->head));
 722         if (tp == &async_tp) {
 723                 int i;
 724                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 725                 for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
 726                         g_print ("\tWSQ %d: %d\n", i, mono_wsq_count (g_ptr_array_index (wsqs, i)));
 727                 }
 728                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 729         } else {
 730                 g_print ("\tSockets: %d\n", mono_g_hash_table_size (socket_io_data.sock_to_state));
 731         }
 732         g_print ("-------------\n");
 733 }
 734
 735 static void
 736 signal_handler (int signo)
 737 {
 738         ThreadPool *tp;
 739
 740         tp = &async_tp;
 741         g_print ("\n-----Non-IO-----\n");
 742         print_pool_info (tp);
 743         tp = &async_io_tp;
 744         g_print ("\n-----IO-----\n");
 745         print_pool_info (tp);
 746         alarm (2);
 747 }
 748 #endif
 749
 750 static void
 751 monitor_thread (gpointer unused)
 752 {
 753         ThreadPool *pools [2];
 754         MonoInternalThread *thread;
 755         guint32 ms;
 756         gboolean need_one;
 757         int i;
 758
 759         pools [0] = &async_tp;
 760         pools [1] = &async_io_tp;
 761         thread = mono_thread_internal_current ();
 762         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), "Threadpool monitor"));
 763         while (1) {
 764                 ms = 500;
 765                 do {
 766                         guint32 ts;
 767                         ts = mono_msec_ticks ();
 768                         if (SleepEx (ms, TRUE) == 0)
 769                                 break;
 770                         ms -= (mono_msec_ticks () - ts);
 771                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 772                                 break;
 773                         if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 774                                 mono_thread_interruption_checkpoint ();
 775                 } while (ms > 0);
 776
 777                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 778                         break;
 779
 780                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 781                         ThreadPool *tp;
 782                         tp = pools [i];
 783                         if (tp->waiting > 0)
 784                                 continue;
 785                         need_one = (mono_cq_count (tp->queue) > 0);
 786                         if (!need_one && !tp->is_io) {
 787                                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 788                                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
 789                                         MonoWSQ *wsq;
 790                                         wsq = g_ptr_array_index (wsqs, i);
 791                                         if (mono_wsq_count (wsq) != 0) {
 792                                                 need_one = TRUE;
 793                                                 break;
 794                                         }
 795                                 }
 796                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 797                         }
 798                         if (need_one)
 799                                 threadpool_start_thread (tp);
 800                 }
 801         }
 802 }
 803
 804 void
 805 mono_thread_pool_init ()
 806 {
 807         gint threads_per_cpu = 1;
 808         gint thread_count;
 809         gint cpu_count = mono_cpu_count ();
 810         int result;
 811
 812         if (tp_inited == 2)
 813                 return;
 814
 815         result = InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0);
 816         if (result == 1) {
 817                 while (1) {
 818                         SleepEx (1, FALSE);
 819                         if (tp_inited == 2)
 820                                 return;
 821                 }
 822         }
 823
 824         MONO_GC_REGISTER_ROOT_FIXED (socket_io_data.sock_to_state);
 825         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 826         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
 827                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
 828                 if (threads_per_cpu < 1)
 829                         threads_per_cpu = 1;
 830         }
 831
 832         thread_count = MIN (cpu_count * threads_per_cpu, 100 * cpu_count);
 833         threadpool_init (&async_tp, thread_count, MAX (100 * cpu_count, thread_count), async_invoke_thread);
 834         threadpool_init (&async_io_tp, cpu_count * 2, cpu_count * 4, async_invoke_thread);
 835         async_io_tp.is_io = TRUE;
 836
 837         async_call_klass = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System", "MonoAsyncCall");
 838         g_assert (async_call_klass);
 839
 840         InitializeCriticalSection (&wsqs_lock);
 841         wsqs = g_ptr_array_sized_new (MAX (100 * cpu_count, thread_count));
 842         mono_wsq_init ();
 843
 844 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 845         async_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "Work Items Added");
 846         g_assert (async_tp.pc_nitems);
 847
 848         async_io_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "IO Work Items Added");
 849         g_assert (async_io_tp.pc_nitems);
 850
 851         async_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of Threads");
 852         g_assert (async_tp.pc_nthreads);
 853
 854         async_io_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of IO Threads");
 855         g_assert (async_io_tp.pc_nthreads);
 856 #endif
 857         tp_inited = 2;
 858 #ifdef DEBUG
 859         signal (SIGALRM, signal_handler);
 860         alarm (2);
 861 #endif
 862 }
 863
 864 static MonoAsyncResult *
 865 create_simple_asyncresult (MonoObject *target, MonoObject *state)
 866 {
 867         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 868         MonoAsyncResult *ares;
 869
 870         /* Don't call mono_async_result_new() to avoid capturing the context */
 871         ares = (MonoAsyncResult *) mono_object_new (domain, mono_defaults.asyncresult_class);
 872         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 873         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_state, state);
 874         return ares;
 875 }
 876
 877 void
 878 icall_append_io_job (MonoObject *target, MonoSocketAsyncResult *state)
 879 {
 880         MonoAsyncResult *ares;
 881
 882         ares = create_simple_asyncresult (target, (MonoObject *) state);
 883         socket_io_add (ares, state);
 884 }
 885
 886 MonoAsyncResult *
 887 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
 888                       MonoObject *state)
 889 {
 890         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 891         MonoAsyncResult *ares;
 892         ASyncCall *ac;
 893
 894         ac = (ASyncCall*)mono_object_new (domain, async_call_klass);
 895         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg, msg);
 896         MONO_OBJECT_SETREF (ac, state, state);
 897
 898         if (async_callback) {
 899                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
 900                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, cb_target, async_callback);
 901         }
 902
 903         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, NULL, (MonoObject*)ac);
 904         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 905
 906 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 907         if (socket_io_filter (target, state)) {
 908                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
 909                 return ares;
 910         }
 911 #endif
 912         threadpool_append_job (&async_tp, (MonoObject *) ares);
 913         return ares;
 914 }
 915
 916 MonoObject *
 917 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
 918 {
 919         ASyncCall *ac;
 920         HANDLE wait_event;
 921
 922         *exc = NULL;
 923         *out_args = NULL;
 924
 925         /* check if already finished */
 926         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 927
 928         if (ares->endinvoke_called) {
 929                 *exc = (MonoObject *) mono_get_exception_invalid_operation (NULL);
 930                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 931                 return NULL;
 932         }
 933
 934         ares->endinvoke_called = 1;
 935         /* wait until we are really finished */
 936         if (!ares->completed) {
 937                 if (ares->handle == NULL) {
 938                         wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
 939                         g_assert(wait_event != 0);
 940                         MONO_OBJECT_SETREF (ares, handle, (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), wait_event));
 941                 } else {
 942                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 943                 }
 944                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 945                 WaitForSingleObjectEx (wait_event, INFINITE, TRUE);
 946         } else {
 947                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 948         }
 949
 950         ac = (ASyncCall *) ares->object_data;
 951         g_assert (ac != NULL);
 952         *exc = ac->msg->exc; /* FIXME: GC add write barrier */
 953         *out_args = ac->out_args;
 954
 955         return ac->res;
 956 }
 957
 958 static void
 959 threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp)
 960 {
 961         gint n;
 962
 963         n = (gint) InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, -1);
 964         while (n) {
 965                 n--;
 966                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
 967         }
 968 }
 969
 970 void
 971 mono_thread_pool_cleanup (void)
 972 {
 973         if (InterlockedExchange (&async_io_tp.pool_status, 2) == 1) {
 974                 socket_io_cleanup (&socket_io_data); /* Empty when DISABLE_SOCKETS is defined */
 975                 threadpool_kill_idle_threads (&async_io_tp);
 976         }
 977
 978         if (async_io_tp.queue != NULL) {
 979                 MONO_SEM_DESTROY (&async_io_tp.new_job);
 980                 threadpool_free_queue (&async_io_tp);
 981         }
 982
 983
 984         if (InterlockedExchange (&async_tp.pool_status, 2) == 1) {
 985                 threadpool_kill_idle_threads (&async_tp);
 986                 threadpool_free_queue (&async_tp);
 987         }
 988
 989         if (wsqs) {
 990                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 991                 mono_wsq_cleanup ();
 992                 if (wsqs)
 993                         g_ptr_array_free (wsqs, TRUE);
 994                 wsqs = NULL;
 995                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 996                 MONO_SEM_DESTROY (&async_tp.new_job);
 997         }
 998 }
 999
1000 static gboolean
1001 threadpool_start_thread (ThreadPool *tp)
1002 {
1003         gint n;
1004         guint32 stack_size;
1005
1006         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
1007         while (!mono_runtime_is_shutting_down () && (n = tp->nthreads) < tp->max_threads) {
1008                 if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n) {
1009 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1010                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
1011 #endif
1012                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
1013                         return TRUE;
1014                 }
1015         }
1016
1017         return FALSE;
1018 }
1019
1020 static void
1021 pulse_on_new_job (ThreadPool *tp)
1022 {
1023         if (tp->waiting)
1024                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
1025 }
1026
1027 void
1028 icall_append_job (MonoObject *ar)
1029 {
1030         threadpool_append_jobs (&async_tp, &ar, 1);
1031 }
1032
1033 static void
1034 threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar)
1035 {
1036         threadpool_append_jobs (tp, &ar, 1);
1037 }
1038
1039 static void
1040 threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs)
1041 {
1042         static int job_counter;
1043         MonoObject *ar;
1044         gint i;
1045
1046         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1047                 return;
1048
1049         if (tp->pool_status == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 1, 0) == 0) {
1050                 if (!tp->is_io) {
1051                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), monitor_thread, NULL, TRUE, SMALL_STACK);
1052                         threadpool_start_thread (tp);
1053                 }
1054                 /* Create on demand up to min_threads to avoid startup penalty for apps that don't use
1055                  * the threadpool that much
1056                 * mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, tp, TRUE, SMALL_STACK);
1057                 */
1058         }
1059
1060         for (i = 0; i < njobs; i++) {
1061                 ar = jobs [i];
1062                 if (ar == NULL || mono_domain_is_unloading (ar->vtable->domain))
1063                         continue; /* Might happen when cleaning domain jobs */
1064                 if (!tp->is_io && (InterlockedIncrement (&job_counter) % 10) == 0) {
1065                         MonoAsyncResult *o = (MonoAsyncResult *) ar;
1066                         o->add_time = mono_100ns_ticks ();
1067                 }
1068                 threadpool_jobs_inc (ar);
1069 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1070                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nitems, TRUE, 1);
1071 #endif
1072                 if (!tp->is_io && mono_wsq_local_push (ar))
1073                         continue;
1074
1075                 mono_cq_enqueue (tp->queue, ar);
1076         }
1077
1078         for (i = 0; tp->waiting > 0 && i < MIN(njobs, tp->max_threads); i++)
1079                 pulse_on_new_job (tp);
1080 }
1081
1082 static void
1083 threadpool_clear_queue (ThreadPool *tp, MonoDomain *domain)
1084 {
1085         MonoObject *obj;
1086         MonoMList *other;
1087
1088         other = NULL;
1089         while (mono_cq_dequeue (tp->queue, &obj)) {
1090                 if (obj == NULL)
1091                         continue;
1092                 if (obj->vtable->domain != domain)
1093                         other = mono_mlist_prepend (other, obj);
1094                 threadpool_jobs_dec (obj);
1095         }
1096
1097         while (other) {
1098                 threadpool_append_job (tp, (MonoObject *) mono_mlist_get_data (other));
1099                 other = mono_mlist_next (other);
1100         }
1101 }
1102
1103 static gboolean
1104 remove_sockstate_for_domain (gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
1105 {
1106         MonoMList *list = value;
1107         gboolean remove = FALSE;
1108         while (list) {
1109                 MonoObject *data = mono_mlist_get_data (list);
1110                 if (mono_object_domain (data) == user_data) {
1111                         remove = TRUE;
1112                         mono_mlist_set_data (list, NULL);
1113                 }
1114                 list = mono_mlist_next (list);
1115         }
1116         //FIXME is there some sort of additional unregistration we need to perform here?
1117         return remove;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Clean up the threadpool of all domain jobs.
1122  * Can only be called as part of the domain unloading process as
1123  * it will wait for all jobs to be visible to the interruption code.
1124  */
1125 gboolean
1126 mono_thread_pool_remove_domain_jobs (MonoDomain *domain, int timeout)
1127 {
1128         HANDLE sem_handle;
1129         int result = TRUE;
1130         guint32 start_time = 0;
1131
1132         g_assert (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING);
1133
1134         threadpool_clear_queue (&async_tp, domain);
1135         threadpool_clear_queue (&async_io_tp, domain);
1136
1137         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
1138         if (socket_io_data.sock_to_state)
1139                 mono_g_hash_table_foreach_remove (socket_io_data.sock_to_state, remove_sockstate_for_domain, domain);
1140
1141         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
1142
1143         /*
1144          * There might be some threads out that could be about to execute stuff from the given domain.
1145          * We avoid that by setting up a semaphore to be pulsed by the thread that reaches zero.
1146          */
1147         sem_handle = CreateSemaphore (NULL, 0, 1, NULL);
1148
1149         domain->cleanup_semaphore = sem_handle;
1150         /*
1151          * The memory barrier here is required to have global ordering between assigning to cleanup_semaphone
1152          * and reading threadpool_jobs.
1153          * Otherwise this thread could read a stale version of threadpool_jobs and wait forever.
1154          */
1155         mono_memory_write_barrier ();
1156
1157         if (domain->threadpool_jobs && timeout != -1)
1158                 start_time = mono_msec_ticks ();
1159         while (domain->threadpool_jobs) {
1160                 WaitForSingleObject (sem_handle, timeout);
1161                 if (timeout != -1 && (mono_msec_ticks () - start_time) > timeout) {
1162                         result = FALSE;
1163                         break;
1164                 }
1165         }
1166
1167         domain->cleanup_semaphore = NULL;
1168         CloseHandle (sem_handle);
1169         return result;
1170 }
1171
1172 static void
1173 threadpool_free_queue (ThreadPool *tp)
1174 {
1175         mono_cq_destroy (tp->queue);
1176         tp->queue = NULL;
1177 }
1178
1179 gboolean
1180 mono_thread_pool_is_queue_array (MonoArray *o)
1181 {
1182         // gpointer obj = o;
1183
1184         // FIXME: need some fix in sgen code.
1185         return FALSE;
1186 }
1187
1188 static MonoWSQ *
1189 add_wsq (void)
1190 {
1191         int i;
1192         MonoWSQ *wsq;
1193
1194         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1195         wsq = mono_wsq_create ();
1196         if (wsqs == NULL) {
1197                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1198                 return NULL;
1199         }
1200         for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
1201                 if (g_ptr_array_index (wsqs, i) == NULL) {
1202                         wsqs->pdata [i] = wsq;
1203                         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1204                         return wsq;
1205                 }
1206         }
1207         g_ptr_array_add (wsqs, wsq);
1208         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1209         return wsq;
1210 }
1211
1212 static void
1213 remove_wsq (MonoWSQ *wsq)
1214 {
1215         gpointer data;
1216
1217         if (wsq == NULL)
1218                 return;
1219
1220         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1221         if (wsqs == NULL) {
1222                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1223                 return;
1224         }
1225         g_ptr_array_remove_fast (wsqs, wsq);
1226         data = NULL;
1227         /*
1228          * Only clean this up when shutting down, any other case will error out
1229          * if we're removing a queue that still has work items.
1230          */
1231         if (mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1232                 while (mono_wsq_local_pop (&data)) {
1233                         threadpool_jobs_dec (data);
1234                         data = NULL;
1235                 }
1236         }
1237         mono_wsq_destroy (wsq);
1238         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1239 }
1240
1241 static void
1242 try_steal (MonoWSQ *local_wsq, gpointer *data, gboolean retry)
1243 {
1244         int i;
1245         int ms;
1246
1247         if (wsqs == NULL || data == NULL || *data != NULL)
1248                 return;
1249
1250         ms = 0;
1251         do {
1252                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1253                         return;
1254
1255                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1256                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
1257                         MonoWSQ *wsq;
1258
1259                         wsq = wsqs->pdata [i];
1260                         if (wsq == local_wsq || mono_wsq_count (wsq) == 0)
1261                                 continue;
1262                         mono_wsq_try_steal (wsqs->pdata [i], data, ms);
1263                         if (*data != NULL) {
1264                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1265                                 return;
1266                         }
1267                 }
1268                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1269                 ms += 10;
1270         } while (retry && ms < 11);
1271 }
1272
1273 static gboolean
1274 dequeue_or_steal (ThreadPool *tp, gpointer *data, MonoWSQ *local_wsq)
1275 {
1276         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1277                 return FALSE;
1278         mono_cq_dequeue (tp->queue, (MonoObject **) data);
1279         if (!tp->is_io && !*data)
1280                 try_steal (local_wsq, data, FALSE);
1281         return (*data != NULL);
1282 }
1283
1284 static void
1285 process_idle_times (ThreadPool *tp, gint64 t)
1286 {
1287         gint64 ticks;
1288         gint64 avg;
1289         gboolean compute_avg;
1290         gint new_threads;
1291         gint64 per1;
1292
1293         if (tp->ignore_times || t <= 0)
1294                 return;
1295
1296         compute_avg = FALSE;
1297         ticks = mono_100ns_ticks ();
1298         t = ticks - t;
1299         SPIN_LOCK (tp->sp_lock);
1300         if (tp->ignore_times) {
1301                 SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1302                 return;
1303         }
1304         tp->time_sum += t;
1305         tp->n_sum++;
1306         if (tp->last_check == 0)
1307                 tp->last_check = ticks;
1308         else if (tp->last_check > 0 && (ticks - tp->last_check) > 5000000) {
1309                 tp->ignore_times = 1;
1310                 compute_avg = TRUE;
1311         }
1312         SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1313
1314         if (!compute_avg)
1315                 return;
1316
1317         //printf ("Items: %d Time elapsed: %.3fs\n", tp->n_sum, (ticks - tp->last_check) / 10000.0);
1318         tp->last_check = ticks;
1319         new_threads = 0;
1320         avg = tp->time_sum / tp->n_sum;
1321         if (tp->averages [1] == 0) {
1322                 tp->averages [1] = avg;
1323         } else {
1324                 per1 = ((100 * (ABS (avg - tp->averages [1]))) / tp->averages [1]);
1325                 if (per1 > 5) {
1326                         if (avg > tp->averages [1]) {
1327                                 if (tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1328                                         new_threads = -1;
1329                                 } else {
1330                                         new_threads = 1;
1331                                 }
1332                         } else if (avg < tp->averages [1] && tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1333                                 new_threads = 1;
1334                         }
1335                 } else {
1336                         int min, n;
1337                         min = tp->min_threads;
1338                         n = tp->nthreads;
1339                         if ((n - min) < min && tp->busy_threads == n)
1340                                 new_threads = 1;
1341                 }
1342                 /*
1343                 if (new_threads != 0) {
1344                         printf ("n: %d per1: %lld avg=%lld avg1=%lld avg0=%lld\n", new_threads, per1, avg, tp->averages [1], tp->averages [0]);
1345                 }
1346                 */
1347         }
1348
1349         tp->time_sum = 0;
1350         tp->n_sum = 0;
1351
1352         tp->averages [0] = tp->averages [1];
1353         tp->averages [1] = avg;
1354         tp->ignore_times = 0;
1355
1356         if (new_threads == -1) {
1357                 if (tp->destroy_thread == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0) == 0)
1358                         pulse_on_new_job (tp);
1359         }
1360 }
1361
1362 static gboolean
1363 should_i_die (ThreadPool *tp)
1364 {
1365         gboolean result = FALSE;
1366         if (tp->destroy_thread == 1 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 0, 1) == 1)
1367                 result = (tp->nthreads > tp->min_threads);
1368         return result;
1369 }
1370
1371 static void
1372 async_invoke_thread (gpointer data)
1373 {
1374         MonoDomain *domain;
1375         MonoInternalThread *thread;
1376         MonoWSQ *wsq;
1377         ThreadPool *tp;
1378         gboolean must_die;
1379         const gchar *name;
1380
1381         tp = data;
1382         wsq = NULL;
1383         if (!tp->is_io)
1384                 wsq = add_wsq ();
1385
1386         thread = mono_thread_internal_current ();
1387
1388         mono_profiler_thread_start (thread->tid);
1389         name = (tp->is_io) ? "IO Threadpool worker" : "Threadpool worker";
1390         mono_thread_set_name_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), name), FALSE);
1391
1392         if (tp_start_func)
1393                 tp_start_func (tp_hooks_user_data);
1394
1395         data = NULL;
1396         for (;;) {
1397                 MonoAsyncResult *ar;
1398                 MonoClass *klass;
1399                 gboolean is_io_task;
1400                 gboolean is_socket;
1401                 int n_naps = 0;
1402
1403                 is_io_task = FALSE;
1404                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1405                 if (ar) {
1406                         InterlockedIncrement (&tp->busy_threads);
1407                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1408 #ifndef DISABLE_SOCKETS
1409                         klass = ((MonoObject *) data)->vtable->klass;
1410                         is_io_task = !is_corlib_asyncresult (domain, klass);
1411                         is_socket = FALSE;
1412                         if (is_io_task) {
1413                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1414                                 is_socket = is_socketasyncresult (domain, klass);
1415                                 ar = state->ares;
1416                                 switch (state->operation) {
1417                                 case AIO_OP_RECEIVE:
1418                                         state->total = ICALL_RECV (state);
1419                                         break;
1420                                 case AIO_OP_SEND:
1421                                         state->total = ICALL_SEND (state);
1422                                         break;
1423                                 }
1424                         }
1425 #endif
1426                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1427                          * so we need to set the right domain here */
1428                         g_assert (domain);
1429
1430                         if (mono_domain_is_unloading (domain) || mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1431                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
1432                                 data = NULL;
1433                                 ar = NULL;
1434                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1435                         } else {
1436                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1437                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
1438                                         data = NULL;
1439                                         ar = NULL;
1440                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1441                                         InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1442                                         continue;
1443                                 }
1444
1445                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1446                                         MonoObject *exc;
1447
1448                                         if (tp_item_begin_func)
1449                                                 tp_item_begin_func (tp_item_user_data);
1450
1451                                         if (!is_io_task && ar->add_time > 0)
1452                                                 process_idle_times (tp, ar->add_time);
1453                                         exc = mono_async_invoke (tp, ar);
1454                                         if (tp_item_end_func)
1455                                                 tp_item_end_func (tp_item_user_data);
1456                                         if (exc)
1457                                                 mono_internal_thread_unhandled_exception (exc);
1458                                         if (is_socket && tp->is_io) {
1459                                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1460
1461                                                 if (state->completed && state->callback) {
1462                                                         MonoAsyncResult *cb_ares;
1463                                                         cb_ares = create_simple_asyncresult ((MonoObject *) state->callback,
1464                                                                                                 (MonoObject *) state);
1465                                                         icall_append_job ((MonoObject *) cb_ares);
1466                                                 }
1467                                         }
1468                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1469                                 }
1470                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1471                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1472                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
1473                                 mono_thread_clr_state (thread , ~ThreadState_Background);
1474                                 if (!mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
1475                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1476                         }
1477                 }
1478
1479                 ar = NULL;
1480                 data = NULL;
1481                 must_die = should_i_die (tp);
1482                 if (!must_die && (tp->is_io || !mono_wsq_local_pop (&data)))
1483                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1484
1485                 n_naps = 0;
1486                 while (!must_die && !data && n_naps < 4) {
1487                         gboolean res;
1488
1489                         InterlockedIncrement (&tp->waiting);
1490
1491                         // Another thread may have added a job into its wsq since the last call to dequeue_or_steal
1492                         // Check all the queues again before entering the wait loop
1493                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1494                         if (data) {
1495                                 InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1496                                 break;
1497                         }
1498
1499                         mono_gc_set_skip_thread (TRUE);
1500
1501 #if defined(__OpenBSD__)
1502                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_wait (&tp->new_job, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1503 #else
1504                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_timedwait (&tp->new_job, 2000, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1505 #endif
1506                                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1507                                         break;
1508                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1509                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1510                         }
1511                         InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1512
1513                         mono_gc_set_skip_thread (FALSE);
1514
1515                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1516                                 break;
1517                         must_die = should_i_die (tp);
1518                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1519                         n_naps++;
1520                 }
1521
1522                 if (!data && !tp->is_io && !mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1523                         mono_wsq_local_pop (&data);
1524                         if (data && must_die) {
1525                                 InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0);
1526                                 pulse_on_new_job (tp);
1527                         }
1528                 }
1529
1530                 if (!data) {
1531                         gint nt;
1532                         gboolean down;
1533                         while (1) {
1534                                 nt = tp->nthreads;
1535                                 down = mono_runtime_is_shutting_down ();
1536                                 if (!down && nt <= tp->min_threads)
1537                                         break;
1538                                 if (down || InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, nt - 1, nt) == nt) {
1539 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1540                                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, -1);
1541 #endif
1542                                         if (!tp->is_io) {
1543                                                 remove_wsq (wsq);
1544                                         }
1545
1546                                         mono_profiler_thread_end (thread->tid);
1547
1548                                         if (tp_finish_func)
1549                                                 tp_finish_func (tp_hooks_user_data);
1550                                         return;
1551                                 }
1552                         }
1553                 }
1554         }
1555
1556         g_assert_not_reached ();
1557 }
1558
1559 void
1560 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1561 {
1562         *workerThreads = async_tp.max_threads - async_tp.busy_threads;
1563         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads - async_io_tp.busy_threads;
1564 }
1565
1566 void
1567 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1568 {
1569         *workerThreads = async_tp.max_threads;
1570         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads;
1571 }
1572
1573 void
1574 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1575 {
1576         *workerThreads = async_tp.min_threads;
1577         *completionPortThreads = async_io_tp.min_threads;
1578 }
1579
1580 MonoBoolean
1581 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1582 {
1583         gint max_threads;
1584         gint max_io_threads;
1585
1586         max_threads = async_tp.max_threads;
1587         if (workerThreads <= 0 || workerThreads > max_threads)
1588                 return FALSE;
1589
1590         max_io_threads = async_io_tp.max_threads;
1591         if (completionPortThreads <= 0 || completionPortThreads > max_io_threads)
1592                 return FALSE;
1593
1594         InterlockedExchange (&async_tp.min_threads, workerThreads);
1595         InterlockedExchange (&async_io_tp.min_threads, completionPortThreads);
1596         if (workerThreads > async_tp.nthreads)
1597                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1598         if (completionPortThreads > async_io_tp.nthreads)
1599                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_io_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1600         return TRUE;
1601 }
1602
1603 MonoBoolean
1604 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMaxThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1605 {
1606         gint min_threads;
1607         gint min_io_threads;
1608         gint cpu_count;
1609
1610         cpu_count = mono_cpu_count ();
1611         min_threads = async_tp.min_threads;
1612         if (workerThreads < min_threads || workerThreads < cpu_count)
1613                 return FALSE;
1614
1615         /* We don't really have the concept of completion ports. Do we care here? */
1616         min_io_threads = async_io_tp.min_threads;
1617         if (completionPortThreads < min_io_threads || completionPortThreads < cpu_count)
1618                 return FALSE;
1619
1620         InterlockedExchange (&async_tp.max_threads, workerThreads);
1621         InterlockedExchange (&async_io_tp.max_threads, completionPortThreads);
1622         return TRUE;
1623 }
1624
1625 /**
1626  * mono_install_threadpool_thread_hooks
1627  * @start_func: the function to be called right after a new threadpool thread is created. Can be NULL.
1628  * @finish_func: the function to be called right before a thredpool thread is exiting. Can be NULL.
1629  * @user_data: argument passed to @start_func and @finish_func.
1630  *
1631  * @start_fun will be called right after a threadpool thread is created and @finish_func right before a threadpool thread exits.
1632  * The calls will be made from the thread itself.
1633  */
1634 void
1635 mono_install_threadpool_thread_hooks (MonoThreadPoolFunc start_func, MonoThreadPoolFunc finish_func, gpointer user_data)
1636 {
1637         tp_start_func = start_func;
1638         tp_finish_func = finish_func;
1639         tp_hooks_user_data = user_data;
1640 }
1641
1642 /**
1643  * mono_install_threadpool_item_hooks
1644  * @begin_func: the function to be called before a threadpool work item processing starts.
1645  * @end_func: the function to be called after a threadpool work item is finished.
1646  * @user_data: argument passed to @begin_func and @end_func.
1647  *
1648  * The calls will be made from the thread itself and from the same AppDomain
1649  * where the work item was executed.
1650  *
1651  */
1652 void
1653 mono_install_threadpool_item_hooks (MonoThreadPoolItemFunc begin_func, MonoThreadPoolItemFunc end_func, gpointer user_data)
1654 {
1655         tp_item_begin_func = begin_func;
1656         tp_item_end_func = end_func;
1657         tp_item_user_data = user_data;
1658 }
1659
1660 void
1661 mono_internal_thread_unhandled_exception (MonoObject* exc)
1662 {
1663         if (mono_runtime_unhandled_exception_policy_get () == MONO_UNHANDLED_POLICY_CURRENT) {
1664                 gboolean unloaded;
1665                 MonoClass *klass;
1666
1667                 klass = exc->vtable->klass;
1668                 unloaded = is_appdomainunloaded_exception (exc->vtable->domain, klass);
1669                 if (!unloaded && klass != mono_defaults.threadabortexception_class) {
1670                         mono_unhandled_exception (exc);
1671                         if (mono_environment_exitcode_get () == 1)
1672                                 exit (255);
1673                 }
1674                 if (klass == mono_defaults.threadabortexception_class)
1675                  mono_thread_internal_reset_abort (mono_thread_internal_current ());
1676         }
1677 }