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 <mono/utils/atomic.h>
  33 #include <errno.h>
  34 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  35 #include <sys/time.h>
  36 #endif
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <fcntl.h>
  39 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  40 #include <unistd.h>
  41 #endif
  42 #include <string.h>
  43 #ifdef HAVE_SYS_SOCKET_H
  44 #include <sys/socket.h>
  45 #endif
  46 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  47 #ifdef HAVE_EPOLL
  48 #include <sys/epoll.h>
  49 #endif
  50 #ifdef HAVE_KQUEUE
  51 #include <sys/event.h>
  52 #endif
  53
  54
  55 #ifndef DISABLE_SOCKETS
  56 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  57 #endif
  58
  59 #include "threadpool.h"
  60
  61 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  62                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  63
  64 #define SPIN_TRYLOCK(i) (InterlockedCompareExchange (&(i), 1, 0) == 0)
  65 #define SPIN_LOCK(i) do { \
  66                                 if (SPIN_TRYLOCK (i)) \
  67                                         break; \
  68                         } while (1)
  69
  70 #define SPIN_UNLOCK(i) i = 0
  71 #define SMALL_STACK (128 * (sizeof (gpointer) / 4) * 1024)
  72
  73 /* DEBUG: prints tp data every 2s */
  74 #undef DEBUG
  75
  76 /* mono_thread_pool_init called */
  77 static volatile int tp_inited;
  78
  79 enum {
  80         POLL_BACKEND,
  81         EPOLL_BACKEND,
  82         KQUEUE_BACKEND
  83 };
  84
  85 typedef struct {
  86         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  87         int inited; // 0 -> not initialized , 1->initializing, 2->initialized, 3->cleaned up
  88         MonoGHashTable *sock_to_state;
  89
  90         gint event_system;
  91         gpointer event_data;
  92         void (*modify) (gpointer event_data, int fd, int operation, int events, gboolean is_new);
  93         void (*wait) (gpointer sock_data);
  94         void (*shutdown) (gpointer event_data);
  95 } SocketIOData;
  96
  97 static SocketIOData socket_io_data;
  98
  99 /* Keep in sync with the System.MonoAsyncCall class which provides GC tracking */
 100 typedef struct {
 101         MonoObject         object;
 102         MonoMethodMessage *msg;
 103         MonoMethod        *cb_method;
 104         MonoDelegate      *cb_target;
 105         MonoObject        *state;
 106         MonoObject        *res;
 107         MonoArray         *out_args;
 108 } ASyncCall;
 109
 110 typedef struct {
 111         MonoSemType lock;
 112         MonoCQ *queue; /* GC root */
 113         MonoSemType new_job;
 114         volatile gint waiting; /* threads waiting for a work item */
 115
 116         /**/
 117         volatile gint pool_status; /* 0 -> not initialized, 1 -> initialized, 2 -> cleaning up */
 118         /* min, max, n and busy -> Interlocked */
 119         volatile gint min_threads;
 120         volatile gint max_threads;
 121         volatile gint nthreads;
 122         volatile gint busy_threads;
 123
 124         void (*async_invoke) (gpointer data);
 125         void *pc_nitems; /* Performance counter for total number of items in added */
 126         void *pc_nthreads; /* Performance counter for total number of active threads */
 127         /**/
 128         volatile gint destroy_thread;
 129         volatile gint ignore_times; /* Used when there's a thread being created or destroyed */
 130         volatile gint sp_lock; /* spin lock used to protect ignore_times */
 131         volatile gint64 last_check;
 132         volatile gint64 time_sum;
 133         volatile gint n_sum;
 134         gint64 averages [2];
 135         gboolean is_io;
 136 } ThreadPool;
 137
 138 static ThreadPool async_tp;
 139 static ThreadPool async_io_tp;
 140
 141 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 142 static MonoObject *mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares);
 143 static void threadpool_free_queue (ThreadPool *tp);
 144 static void threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar);
 145 static void threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs);
 146 static void threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer));
 147 static void threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp);
 148 static void threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp);
 149 static gboolean threadpool_start_thread (ThreadPool *tp);
 150 static void monitor_thread (gpointer data);
 151 static void socket_io_cleanup (SocketIOData *data);
 152 static MonoObject *get_io_event (MonoMList **list, gint event);
 153 static int get_events_from_list (MonoMList *list);
 154 static int get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state);
 155
 156 static MonoClass *async_call_klass;
 157 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 158 static MonoClass *process_async_call_klass;
 159
 160 static GPtrArray *wsqs;
 161 CRITICAL_SECTION wsqs_lock;
 162
 163 /* Hooks */
 164 static MonoThreadPoolFunc tp_start_func;
 165 static MonoThreadPoolFunc tp_finish_func;
 166 static gpointer tp_hooks_user_data;
 167 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_begin_func;
 168 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_end_func;
 169 static gpointer tp_item_user_data;
 170
 171 enum {
 172         AIO_OP_FIRST,
 173         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 174         AIO_OP_CONNECT,
 175         AIO_OP_RECEIVE,
 176         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 177         AIO_OP_SEND,
 178         AIO_OP_SENDTO,
 179         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 180         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 181         AIO_OP_READPIPE,
 182         AIO_OP_CONSOLE2,
 183         AIO_OP_DISCONNECT,
 184         AIO_OP_ACCEPTRECEIVE,
 185         AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS,
 186         AIO_OP_SEND_BUFFERS,
 187         AIO_OP_LAST
 188 };
 189
 190 #include <mono/metadata/tpool-poll.c>
 191 #ifdef HAVE_EPOLL
 192 #include <mono/metadata/tpool-epoll.c>
 193 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 194 #include <mono/metadata/tpool-kqueue.c>
 195 #endif
 196 /*
 197  * Functions to check whenever a class is given system class. We need to cache things in MonoDomain since some of the
 198  * assemblies can be unloaded.
 199  */
 200
 201 static gboolean
 202 is_system_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 203 {
 204         if (domain->system_image == NULL)
 205                 domain->system_image = mono_image_loaded ("System");
 206
 207         return klass->image == domain->system_image;
 208 }
 209
 210 static gboolean
 211 is_corlib_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 212 {
 213         return klass->image == mono_defaults.corlib;
 214 }
 215
 216 /*
 217  * Note that we call it is_socket_type() where 'socket' refers to the image
 218  * that contains the System.Net.Sockets.Socket type.
 219 */
 220 static gboolean
 221 is_socket_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 222 {
 223         return is_system_type (domain, klass);
 224 }
 225
 226 #define check_type_cached(domain, ASSEMBLY, _class, _namespace, _name, loc) do { \
 227         if (*loc) \
 228                 return *loc == _class; \
 229         if (is_##ASSEMBLY##_type (domain, _class) && !strcmp (_name, _class->name) && !strcmp (_namespace, _class->name_space)) { \
 230                 *loc = _class; \
 231                 return TRUE; \
 232         } \
 233         return FALSE; \
 234 } while (0) \
 235
 236 #define check_corlib_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, corlib, _class, _namespace, _name, loc)
 237
 238 #define check_socket_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, socket, _class, _namespace, _name, loc)
 239
 240 #define check_system_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, system, _class, _namespace, _name, loc)
 241
 242 static gboolean
 243 is_corlib_asyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 244 {
 245         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System.Runtime.Remoting.Messaging", "AsyncResult", &domain->corlib_asyncresult_class);
 246 }
 247
 248 static gboolean
 249 is_socket (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 250 {
 251         check_socket_type_cached (domain, klass, "System.Net.Sockets", "Socket", &domain->socket_class);
 252 }
 253
 254 static gboolean
 255 is_socketasyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 256 {
 257         return (klass->nested_in &&
 258                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 259                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncResult"));
 260 }
 261
 262 static gboolean
 263 is_socketasynccall (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 264 {
 265         return (klass->nested_in &&
 266                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 267                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall"));
 268 }
 269
 270 static gboolean
 271 is_appdomainunloaded_exception (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 272 {
 273         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System", "AppDomainUnloadedException", &domain->ad_unloaded_ex_class);
 274 }
 275
 276 static gboolean
 277 is_sd_process (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 278 {
 279         check_system_type_cached (domain, klass, "System.Diagnostics", "Process", &domain->process_class);
 280 }
 281
 282 static gboolean
 283 is_sdp_asyncreadhandler (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 284 {
 285
 286         return (klass->nested_in &&
 287                         is_sd_process (domain, klass->nested_in) &&
 288                 !strcmp (klass->name, "AsyncReadHandler"));
 289 }
 290
 291
 292 #ifdef DISABLE_SOCKETS
 293
 294 #define socket_io_cleanup(x)
 295
 296 static int
 297 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 298 {
 299         g_assert_not_reached ();
 300         return -1;
 301 }
 302
 303 static int
 304 get_events_from_list (MonoMList *list)
 305 {
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 #else
 310
 311 static void
 312 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 313 {
 314         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 315         if (data->inited != 2) {
 316                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 317                 return;
 318         }
 319         data->inited = 3;
 320         data->shutdown (data->event_data);
 321         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 322 }
 323
 324 static int
 325 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 326 {
 327         switch (state->operation) {
 328         case AIO_OP_ACCEPT:
 329         case AIO_OP_RECEIVE:
 330         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 331         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 332         case AIO_OP_READPIPE:
 333         case AIO_OP_ACCEPTRECEIVE:
 334         case AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS:
 335                 return MONO_POLLIN;
 336         case AIO_OP_SEND:
 337         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 338         case AIO_OP_SENDTO:
 339         case AIO_OP_CONNECT:
 340         case AIO_OP_SEND_BUFFERS:
 341         case AIO_OP_DISCONNECT:
 342                 return MONO_POLLOUT;
 343         default: /* Should never happen */
 344                 g_message ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!");
 345                 return 0;
 346         }
 347 }
 348
 349 static int
 350 get_events_from_list (MonoMList *list)
 351 {
 352         MonoSocketAsyncResult *state;
 353         int events = 0;
 354
 355         while (list && (state = (MonoSocketAsyncResult *)mono_mlist_get_data (list))) {
 356                 events |= get_event_from_state (state);
 357                 list = mono_mlist_next (list);
 358         }
 359
 360         return events;
 361 }
 362
 363 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 364                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 365                                  x->socket_flags, &x->error);
 366
 367 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 368                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 369                                  x->socket_flags, &x->error);
 370
 371 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 372
 373 static void
 374 threadpool_jobs_inc (MonoObject *obj)
 375 {
 376         if (obj)
 377                 InterlockedIncrement (&obj->vtable->domain->threadpool_jobs);
 378 }
 379
 380 static gboolean
 381 threadpool_jobs_dec (MonoObject *obj)
 382 {
 383         MonoDomain *domain;
 384         int remaining_jobs;
 385
 386         if (obj == NULL)
 387                 return FALSE;
 388
 389         domain = obj->vtable->domain;
 390         remaining_jobs = InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
 391         if (remaining_jobs == 0 && domain->cleanup_semaphore) {
 392                 ReleaseSemaphore (domain->cleanup_semaphore, 1, NULL);
 393                 return TRUE;
 394         }
 395         return FALSE;
 396 }
 397
 398 static MonoObject *
 399 get_io_event (MonoMList **list, gint event)
 400 {
 401         MonoObject *state;
 402         MonoMList *current;
 403         MonoMList *prev;
 404
 405         current = *list;
 406         prev = NULL;
 407         state = NULL;
 408         while (current) {
 409                 state = mono_mlist_get_data (current);
 410                 if (get_event_from_state ((MonoSocketAsyncResult *) state) == event)
 411                         break;
 412
 413                 state = NULL;
 414                 prev = current;
 415                 current = mono_mlist_next (current);
 416         }
 417
 418         if (current) {
 419                 if (prev) {
 420                         mono_mlist_set_next (prev, mono_mlist_next (current));
 421                 } else {
 422                         *list = mono_mlist_next (*list);
 423                 }
 424         }
 425
 426         return state;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 431  * the socket from its internal list without notification.
 432  */
 433 void
 434 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 435 {
 436         MonoMList *list;
 437         MonoSocketAsyncResult *state;
 438         MonoObject *ares;
 439
 440         if (socket_io_data.inited == 0)
 441                 return;
 442
 443         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 444         if (socket_io_data.sock_to_state == NULL) {
 445                 LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 446                 return;
 447         }
 448         list = mono_g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 449         if (list)
 450                 mono_g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 451         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 452
 453         while (list) {
 454                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
 455                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 456                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 457                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 458                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 459
 460                 ares = get_io_event (&list, MONO_POLLIN);
 461                 threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 462                 if (list) {
 463                         ares = get_io_event (&list, MONO_POLLOUT);
 464                         threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 465                 }
 466         }
 467 }
 468
 469 static void
 470 init_event_system (SocketIOData *data)
 471 {
 472 #ifdef HAVE_EPOLL
 473         if (data->event_system == EPOLL_BACKEND) {
 474                 data->event_data = tp_epoll_init (data);
 475                 if (data->event_data == NULL) {
 476                         if (g_getenv ("MONO_DEBUG"))
 477                                 g_message ("Falling back to poll()");
 478                         data->event_system = POLL_BACKEND;
 479                 }
 480         }
 481 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 482         if (data->event_system == KQUEUE_BACKEND)
 483                 data->event_data = tp_kqueue_init (data);
 484 #endif
 485         if (data->event_system == POLL_BACKEND)
 486                 data->event_data = tp_poll_init (data);
 487 }
 488
 489 static void
 490 socket_io_init (SocketIOData *data)
 491 {
 492         int inited;
 493
 494         if (data->inited >= 2) // 2 -> initialized, 3-> cleaned up
 495                 return;
 496
 497         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 498         if (inited >= 1) {
 499                 while (TRUE) {
 500                         if (data->inited >= 2)
 501                                 return;
 502                         SleepEx (1, FALSE);
 503                 }
 504         }
 505
 506         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 507         data->sock_to_state = mono_g_hash_table_new_type (g_direct_hash, g_direct_equal, MONO_HASH_VALUE_GC);
 508 #ifdef HAVE_EPOLL
 509         data->event_system = EPOLL_BACKEND;
 510 #elif defined(USE_KQUEUE_FOR_THREADPOOL)
 511         data->event_system = KQUEUE_BACKEND;
 512 #else
 513         data->event_system = POLL_BACKEND;
 514 #endif
 515         if (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL)
 516                 data->event_system = POLL_BACKEND;
 517
 518         init_event_system (data);
 519         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), data->wait, data, TRUE, FALSE, SMALL_STACK);
 520         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 521         data->inited = 2;
 522         threadpool_start_thread (&async_io_tp);
 523 }
 524
 525 static void
 526 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 527 {
 528         MonoMList *list;
 529         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 530         int fd;
 531         gboolean is_new;
 532         int ievt;
 533
 534         socket_io_init (&socket_io_data);
 535         if (mono_runtime_is_shutting_down () || data->inited == 3 || data->sock_to_state == NULL)
 536                 return;
 537         if (async_tp.pool_status == 2)
 538                 return;
 539
 540         MONO_OBJECT_SETREF (state, ares, ares);
 541
 542         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 543         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 544         if (data->sock_to_state == NULL) {
 545                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 546                 return;
 547         }
 548         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 549         if (list == NULL) {
 550                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
 551                 is_new = TRUE;
 552         } else {
 553                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
 554                 is_new = FALSE;
 555         }
 556
 557         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 558         ievt = get_events_from_list (list);
 559         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 560         data->modify (data->event_data, fd, state->operation, ievt, is_new);
 561 }
 562
 563 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 564 static gboolean
 565 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 566 {
 567         gint op;
 568         MonoSocketAsyncResult *sock_res;
 569         MonoClass *klass;
 570         MonoDomain *domain;
 571
 572         if (target == NULL || state == NULL)
 573                 return FALSE;
 574
 575         domain = target->vtable->domain;
 576         klass = target->vtable->klass;
 577         if (socket_async_call_klass == NULL && is_socketasynccall (domain, klass))
 578                 socket_async_call_klass = klass;
 579
 580         if (process_async_call_klass == NULL && is_sdp_asyncreadhandler (domain, klass))
 581                 process_async_call_klass = klass;
 582
 583         if (klass != socket_async_call_klass && klass != process_async_call_klass)
 584                 return FALSE;
 585
 586         sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 587         op = sock_res->operation;
 588         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 589                 return FALSE;
 590
 591         return TRUE;
 592 }
 593 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 594
 595 /* Returns the exception thrown when invoking, if any */
 596 static MonoObject *
 597 mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares)
 598 {
 599         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
 600         MonoObject *res, *exc = NULL;
 601         MonoArray *out_args = NULL;
 602         HANDLE wait_event = NULL;
 603
 604         if (ares->execution_context) {
 605                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
 606                 MONO_OBJECT_SETREF (ares, original_context, mono_thread_get_execution_context ());
 607                 mono_thread_set_execution_context (ares->execution_context);
 608         } else {
 609                 ares->original_context = NULL;
 610         }
 611
 612         if (ac == NULL) {
 613                 /* Fast path from ThreadPool.*QueueUserWorkItem */
 614                 void *pa = ares->async_state;
 615                 res = mono_runtime_delegate_invoke (ares->async_delegate, &pa, &exc);
 616         } else {
 617                 MonoObject *cb_exc = NULL;
 618
 619                 ac->msg->exc = NULL;
 620                 res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg, &exc, &out_args);
 621                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, res, res);
 622                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg->exc, exc);
 623                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, out_args, out_args);
 624
 625                 mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 626                 ares->completed = 1;
 627                 if (ares->handle != NULL)
 628                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 629                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 630                 /* notify listeners */
 631                 if (wait_event != NULL)
 632                         SetEvent (wait_event);
 633
 634                 /* call async callback if cb_method != null*/
 635                 if (ac != NULL && ac->cb_method) {
 636                         void *pa = &ares;
 637                         cb_exc = NULL;
 638                         mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &cb_exc);
 639                         exc = cb_exc;
 640                 } else {
 641                         exc = NULL;
 642                 }
 643         }
 644
 645         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
 646         if (ares->original_context) {
 647                 mono_thread_set_execution_context (ares->original_context);
 648                 ares->original_context = NULL;
 649         }
 650         return exc;
 651 }
 652
 653 static void
 654 threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp)
 655 {
 656         int n;
 657         guint32 stack_size;
 658
 659         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
 660         do {
 661                 while (1) {
 662                         n = tp->nthreads;
 663                         if (n >= tp->min_threads)
 664                                 return;
 665                         if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n)
 666                                 break;
 667                 }
 668 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 669                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
 670 #endif
 671                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, FALSE, stack_size);
 672                 SleepEx (100, TRUE);
 673         } while (1);
 674 }
 675
 676 static void
 677 threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer))
 678 {
 679         memset (tp, 0, sizeof (ThreadPool));
 680         tp->min_threads = min_threads;
 681         tp->max_threads = max_threads;
 682         tp->async_invoke = async_invoke;
 683         tp->queue = mono_cq_create ();
 684         MONO_SEM_INIT (&tp->new_job, 0);
 685 }
 686
 687 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 688 static void *
 689 init_perf_counter (const char *category, const char *counter)
 690 {
 691         MonoString *category_str;
 692         MonoString *counter_str;
 693         MonoString *machine;
 694         MonoDomain *root;
 695         MonoBoolean custom;
 696         int type;
 697
 698         if (category == NULL || counter == NULL)
 699                 return NULL;
 700         root = mono_get_root_domain ();
 701         category_str = mono_string_new (root, category);
 702         counter_str = mono_string_new (root, counter);
 703         machine = mono_string_new (root, ".");
 704         return mono_perfcounter_get_impl (category_str, counter_str, NULL, machine, &type, &custom);
 705 }
 706 #endif
 707
 708 #ifdef DEBUG
 709 static void
 710 print_pool_info (ThreadPool *tp)
 711 {
 712
 713 //      if (tp->tail - tp->head == 0)
 714 //              return;
 715
 716         g_print ("Pool status? %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 0, 0));
 717         g_print ("Min. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->min_threads, 0, 0));
 718         g_print ("Max. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, 0));
 719         g_print ("nthreads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, 0, 0));
 720         g_print ("busy threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->busy_threads, 0, 0));
 721         g_print ("Waiting: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->waiting, 0, 0));
 722         g_print ("Queued: %d\n", (tp->tail - tp->head));
 723         if (tp == &async_tp) {
 724                 int i;
 725                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 726                 for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
 727                         g_print ("\tWSQ %d: %d\n", i, mono_wsq_count (g_ptr_array_index (wsqs, i)));
 728                 }
 729                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 730         } else {
 731                 g_print ("\tSockets: %d\n", mono_g_hash_table_size (socket_io_data.sock_to_state));
 732         }
 733         g_print ("-------------\n");
 734 }
 735
 736 static void
 737 signal_handler (int signo)
 738 {
 739         ThreadPool *tp;
 740
 741         tp = &async_tp;
 742         g_print ("\n-----Non-IO-----\n");
 743         print_pool_info (tp);
 744         tp = &async_io_tp;
 745         g_print ("\n-----IO-----\n");
 746         print_pool_info (tp);
 747         alarm (2);
 748 }
 749 #endif
 750
 751 static void
 752 monitor_thread (gpointer unused)
 753 {
 754         ThreadPool *pools [2];
 755         MonoInternalThread *thread;
 756         guint32 ms;
 757         gboolean need_one;
 758         int i;
 759
 760         pools [0] = &async_tp;
 761         pools [1] = &async_io_tp;
 762         thread = mono_thread_internal_current ();
 763         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), "Threadpool monitor"));
 764         while (1) {
 765                 ms = 500;
 766                 do {
 767                         guint32 ts;
 768                         ts = mono_msec_ticks ();
 769                         if (SleepEx (ms, TRUE) == 0)
 770                                 break;
 771                         ms -= (mono_msec_ticks () - ts);
 772                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 773                                 break;
 774                         if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 775                                 mono_thread_interruption_checkpoint ();
 776                 } while (ms > 0);
 777
 778                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 779                         break;
 780
 781                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 782                         ThreadPool *tp;
 783                         tp = pools [i];
 784                         if (tp->waiting > 0)
 785                                 continue;
 786                         need_one = (mono_cq_count (tp->queue) > 0);
 787                         if (!need_one && !tp->is_io) {
 788                                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 789                                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
 790                                         MonoWSQ *wsq;
 791                                         wsq = g_ptr_array_index (wsqs, i);
 792                                         if (mono_wsq_count (wsq) != 0) {
 793                                                 need_one = TRUE;
 794                                                 break;
 795                                         }
 796                                 }
 797                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 798                         }
 799                         if (need_one)
 800                                 threadpool_start_thread (tp);
 801                 }
 802         }
 803 }
 804
 805 void
 806 mono_thread_pool_init ()
 807 {
 808         gint threads_per_cpu = 1;
 809         gint thread_count;
 810         gint cpu_count = mono_cpu_count ();
 811         int result;
 812
 813         if (tp_inited == 2)
 814                 return;
 815
 816         result = InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0);
 817         if (result == 1) {
 818                 while (1) {
 819                         SleepEx (1, FALSE);
 820                         if (tp_inited == 2)
 821                                 return;
 822                 }
 823         }
 824
 825         MONO_GC_REGISTER_ROOT_FIXED (socket_io_data.sock_to_state);
 826         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 827         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
 828                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
 829                 if (threads_per_cpu < 1)
 830                         threads_per_cpu = 1;
 831         }
 832
 833         thread_count = MIN (cpu_count * threads_per_cpu, 100 * cpu_count);
 834         threadpool_init (&async_tp, thread_count, MAX (100 * cpu_count, thread_count), async_invoke_thread);
 835         threadpool_init (&async_io_tp, cpu_count * 2, cpu_count * 4, async_invoke_thread);
 836         async_io_tp.is_io = TRUE;
 837
 838         async_call_klass = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System", "MonoAsyncCall");
 839         g_assert (async_call_klass);
 840
 841         InitializeCriticalSection (&wsqs_lock);
 842         wsqs = g_ptr_array_sized_new (MAX (100 * cpu_count, thread_count));
 843         mono_wsq_init ();
 844
 845 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
 846         async_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "Work Items Added");
 847         g_assert (async_tp.pc_nitems);
 848
 849         async_io_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "IO Work Items Added");
 850         g_assert (async_io_tp.pc_nitems);
 851
 852         async_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of Threads");
 853         g_assert (async_tp.pc_nthreads);
 854
 855         async_io_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of IO Threads");
 856         g_assert (async_io_tp.pc_nthreads);
 857 #endif
 858         tp_inited = 2;
 859 #ifdef DEBUG
 860         signal (SIGALRM, signal_handler);
 861         alarm (2);
 862 #endif
 863 }
 864
 865 static MonoAsyncResult *
 866 create_simple_asyncresult (MonoObject *target, MonoObject *state)
 867 {
 868         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 869         MonoAsyncResult *ares;
 870
 871         /* Don't call mono_async_result_new() to avoid capturing the context */
 872         ares = (MonoAsyncResult *) mono_object_new (domain, mono_defaults.asyncresult_class);
 873         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 874         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_state, state);
 875         return ares;
 876 }
 877
 878 void
 879 icall_append_io_job (MonoObject *target, MonoSocketAsyncResult *state)
 880 {
 881         MonoAsyncResult *ares;
 882
 883         ares = create_simple_asyncresult (target, (MonoObject *) state);
 884         socket_io_add (ares, state);
 885 }
 886
 887 MonoAsyncResult *
 888 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
 889                       MonoObject *state)
 890 {
 891         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 892         MonoAsyncResult *ares;
 893         ASyncCall *ac;
 894
 895         ac = (ASyncCall*)mono_object_new (domain, async_call_klass);
 896         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg, msg);
 897         MONO_OBJECT_SETREF (ac, state, state);
 898
 899         if (async_callback) {
 900                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
 901                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, cb_target, async_callback);
 902         }
 903
 904         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, NULL, (MonoObject*)ac);
 905         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 906
 907 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 908         if (socket_io_filter (target, state)) {
 909                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
 910                 return ares;
 911         }
 912 #endif
 913         threadpool_append_job (&async_tp, (MonoObject *) ares);
 914         return ares;
 915 }
 916
 917 MonoObject *
 918 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
 919 {
 920         ASyncCall *ac;
 921         HANDLE wait_event;
 922
 923         *exc = NULL;
 924         *out_args = NULL;
 925
 926         /* check if already finished */
 927         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 928
 929         if (ares->endinvoke_called) {
 930                 *exc = (MonoObject *) mono_get_exception_invalid_operation (NULL);
 931                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 932                 return NULL;
 933         }
 934
 935         ares->endinvoke_called = 1;
 936         /* wait until we are really finished */
 937         if (!ares->completed) {
 938                 if (ares->handle == NULL) {
 939                         wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
 940                         g_assert(wait_event != 0);
 941                         MONO_OBJECT_SETREF (ares, handle, (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), wait_event));
 942                 } else {
 943                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 944                 }
 945                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 946                 WaitForSingleObjectEx (wait_event, INFINITE, TRUE);
 947         } else {
 948                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 949         }
 950
 951         ac = (ASyncCall *) ares->object_data;
 952         g_assert (ac != NULL);
 953         *exc = ac->msg->exc; /* FIXME: GC add write barrier */
 954         *out_args = ac->out_args;
 955
 956         return ac->res;
 957 }
 958
 959 static void
 960 threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp)
 961 {
 962         gint n;
 963
 964         n = (gint) InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, -1);
 965         while (n) {
 966                 n--;
 967                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
 968         }
 969 }
 970
 971 void
 972 mono_thread_pool_cleanup (void)
 973 {
 974         if (InterlockedExchange (&async_io_tp.pool_status, 2) == 1) {
 975                 socket_io_cleanup (&socket_io_data); /* Empty when DISABLE_SOCKETS is defined */
 976                 threadpool_kill_idle_threads (&async_io_tp);
 977         }
 978
 979         if (async_io_tp.queue != NULL) {
 980                 MONO_SEM_DESTROY (&async_io_tp.new_job);
 981                 threadpool_free_queue (&async_io_tp);
 982         }
 983
 984
 985         if (InterlockedExchange (&async_tp.pool_status, 2) == 1) {
 986                 threadpool_kill_idle_threads (&async_tp);
 987                 threadpool_free_queue (&async_tp);
 988         }
 989
 990         if (wsqs) {
 991                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 992                 mono_wsq_cleanup ();
 993                 if (wsqs)
 994                         g_ptr_array_free (wsqs, TRUE);
 995                 wsqs = NULL;
 996                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 997                 MONO_SEM_DESTROY (&async_tp.new_job);
 998         }
 999 }
1000
1001 static gboolean
1002 threadpool_start_thread (ThreadPool *tp)
1003 {
1004         gint n;
1005         guint32 stack_size;
1006
1007         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
1008         while (!mono_runtime_is_shutting_down () && (n = tp->nthreads) < tp->max_threads) {
1009                 if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n) {
1010 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1011                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
1012 #endif
1013                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, FALSE, stack_size);
1014                         return TRUE;
1015                 }
1016         }
1017
1018         return FALSE;
1019 }
1020
1021 static void
1022 pulse_on_new_job (ThreadPool *tp)
1023 {
1024         if (tp->waiting)
1025                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
1026 }
1027
1028 void
1029 icall_append_job (MonoObject *ar)
1030 {
1031         threadpool_append_jobs (&async_tp, &ar, 1);
1032 }
1033
1034 static void
1035 threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar)
1036 {
1037         threadpool_append_jobs (tp, &ar, 1);
1038 }
1039
1040 static void
1041 threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs)
1042 {
1043         static int job_counter;
1044         MonoObject *ar;
1045         gint i;
1046
1047         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1048                 return;
1049
1050         if (tp->pool_status == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 1, 0) == 0) {
1051                 if (!tp->is_io) {
1052                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), monitor_thread, NULL, TRUE, FALSE, SMALL_STACK);
1053                         threadpool_start_thread (tp);
1054                 }
1055                 /* Create on demand up to min_threads to avoid startup penalty for apps that don't use
1056                  * the threadpool that much
1057                 * mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, tp, TRUE, FALSE, SMALL_STACK);
1058                 */
1059         }
1060
1061         for (i = 0; i < njobs; i++) {
1062                 ar = jobs [i];
1063                 if (ar == NULL || mono_domain_is_unloading (ar->vtable->domain))
1064                         continue; /* Might happen when cleaning domain jobs */
1065                 if (!tp->is_io && (InterlockedIncrement (&job_counter) % 10) == 0) {
1066                         MonoAsyncResult *o = (MonoAsyncResult *) ar;
1067                         o->add_time = mono_100ns_ticks ();
1068                 }
1069                 threadpool_jobs_inc (ar);
1070 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1071                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nitems, TRUE, 1);
1072 #endif
1073                 if (!tp->is_io && mono_wsq_local_push (ar))
1074                         continue;
1075
1076                 mono_cq_enqueue (tp->queue, ar);
1077         }
1078
1079         for (i = 0; tp->waiting > 0 && i < MIN(njobs, tp->max_threads); i++)
1080                 pulse_on_new_job (tp);
1081 }
1082
1083 static void
1084 threadpool_clear_queue (ThreadPool *tp, MonoDomain *domain)
1085 {
1086         MonoObject *obj;
1087         MonoMList *other;
1088
1089         other = NULL;
1090         while (mono_cq_dequeue (tp->queue, &obj)) {
1091                 if (obj == NULL)
1092                         continue;
1093                 if (obj->vtable->domain != domain)
1094                         other = mono_mlist_prepend (other, obj);
1095                 threadpool_jobs_dec (obj);
1096         }
1097
1098         while (other) {
1099                 threadpool_append_job (tp, (MonoObject *) mono_mlist_get_data (other));
1100                 other = mono_mlist_next (other);
1101         }
1102 }
1103
1104 static gboolean
1105 remove_sockstate_for_domain (gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
1106 {
1107         MonoMList *list = value;
1108         gboolean remove = FALSE;
1109         while (list) {
1110                 MonoObject *data = mono_mlist_get_data (list);
1111                 if (mono_object_domain (data) == user_data) {
1112                         remove = TRUE;
1113                         mono_mlist_set_data (list, NULL);
1114                 }
1115                 list = mono_mlist_next (list);
1116         }
1117         //FIXME is there some sort of additional unregistration we need to perform here?
1118         return remove;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Clean up the threadpool of all domain jobs.
1123  * Can only be called as part of the domain unloading process as
1124  * it will wait for all jobs to be visible to the interruption code.
1125  */
1126 gboolean
1127 mono_thread_pool_remove_domain_jobs (MonoDomain *domain, int timeout)
1128 {
1129         HANDLE sem_handle;
1130         int result = TRUE;
1131         guint32 start_time = 0;
1132
1133         g_assert (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING);
1134
1135         threadpool_clear_queue (&async_tp, domain);
1136         threadpool_clear_queue (&async_io_tp, domain);
1137
1138         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
1139         if (socket_io_data.sock_to_state)
1140                 mono_g_hash_table_foreach_remove (socket_io_data.sock_to_state, remove_sockstate_for_domain, domain);
1141
1142         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
1143
1144         /*
1145          * There might be some threads out that could be about to execute stuff from the given domain.
1146          * We avoid that by setting up a semaphore to be pulsed by the thread that reaches zero.
1147          */
1148         sem_handle = CreateSemaphore (NULL, 0, 1, NULL);
1149
1150         domain->cleanup_semaphore = sem_handle;
1151         /*
1152          * The memory barrier here is required to have global ordering between assigning to cleanup_semaphone
1153          * and reading threadpool_jobs.
1154          * Otherwise this thread could read a stale version of threadpool_jobs and wait forever.
1155          */
1156         mono_memory_write_barrier ();
1157
1158         if (domain->threadpool_jobs && timeout != -1)
1159                 start_time = mono_msec_ticks ();
1160         while (domain->threadpool_jobs) {
1161                 WaitForSingleObject (sem_handle, timeout);
1162                 if (timeout != -1 && (mono_msec_ticks () - start_time) > timeout) {
1163                         result = FALSE;
1164                         break;
1165                 }
1166         }
1167
1168         domain->cleanup_semaphore = NULL;
1169         CloseHandle (sem_handle);
1170         return result;
1171 }
1172
1173 static void
1174 threadpool_free_queue (ThreadPool *tp)
1175 {
1176         mono_cq_destroy (tp->queue);
1177         tp->queue = NULL;
1178 }
1179
1180 gboolean
1181 mono_thread_pool_is_queue_array (MonoArray *o)
1182 {
1183         // gpointer obj = o;
1184
1185         // FIXME: need some fix in sgen code.
1186         return FALSE;
1187 }
1188
1189 static MonoWSQ *
1190 add_wsq (void)
1191 {
1192         int i;
1193         MonoWSQ *wsq;
1194
1195         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1196         wsq = mono_wsq_create ();
1197         if (wsqs == NULL) {
1198                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1199                 return NULL;
1200         }
1201         for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
1202                 if (g_ptr_array_index (wsqs, i) == NULL) {
1203                         wsqs->pdata [i] = wsq;
1204                         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1205                         return wsq;
1206                 }
1207         }
1208         g_ptr_array_add (wsqs, wsq);
1209         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1210         return wsq;
1211 }
1212
1213 static void
1214 remove_wsq (MonoWSQ *wsq)
1215 {
1216         gpointer data;
1217
1218         if (wsq == NULL)
1219                 return;
1220
1221         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1222         if (wsqs == NULL) {
1223                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1224                 return;
1225         }
1226         g_ptr_array_remove_fast (wsqs, wsq);
1227         data = NULL;
1228         /*
1229          * Only clean this up when shutting down, any other case will error out
1230          * if we're removing a queue that still has work items.
1231          */
1232         if (mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1233                 while (mono_wsq_local_pop (&data)) {
1234                         threadpool_jobs_dec (data);
1235                         data = NULL;
1236                 }
1237         }
1238         mono_wsq_destroy (wsq);
1239         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1240 }
1241
1242 static void
1243 try_steal (MonoWSQ *local_wsq, gpointer *data, gboolean retry)
1244 {
1245         int i;
1246         int ms;
1247
1248         if (wsqs == NULL || data == NULL || *data != NULL)
1249                 return;
1250
1251         ms = 0;
1252         do {
1253                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1254                         return;
1255
1256                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1257                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
1258                         MonoWSQ *wsq;
1259
1260                         wsq = wsqs->pdata [i];
1261                         if (wsq == local_wsq || mono_wsq_count (wsq) == 0)
1262                                 continue;
1263                         mono_wsq_try_steal (wsqs->pdata [i], data, ms);
1264                         if (*data != NULL) {
1265                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1266                                 return;
1267                         }
1268                 }
1269                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1270                 ms += 10;
1271         } while (retry && ms < 11);
1272 }
1273
1274 static gboolean
1275 dequeue_or_steal (ThreadPool *tp, gpointer *data, MonoWSQ *local_wsq)
1276 {
1277         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1278                 return FALSE;
1279         mono_cq_dequeue (tp->queue, (MonoObject **) data);
1280         if (!tp->is_io && !*data)
1281                 try_steal (local_wsq, data, FALSE);
1282         return (*data != NULL);
1283 }
1284
1285 static void
1286 process_idle_times (ThreadPool *tp, gint64 t)
1287 {
1288         gint64 ticks;
1289         gint64 avg;
1290         gboolean compute_avg;
1291         gint new_threads;
1292         gint64 per1;
1293
1294         if (tp->ignore_times || t <= 0)
1295                 return;
1296
1297         compute_avg = FALSE;
1298         ticks = mono_100ns_ticks ();
1299         t = ticks - t;
1300         SPIN_LOCK (tp->sp_lock);
1301         if (tp->ignore_times) {
1302                 SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1303                 return;
1304         }
1305         tp->time_sum += t;
1306         tp->n_sum++;
1307         if (tp->last_check == 0)
1308                 tp->last_check = ticks;
1309         else if (tp->last_check > 0 && (ticks - tp->last_check) > 5000000) {
1310                 tp->ignore_times = 1;
1311                 compute_avg = TRUE;
1312         }
1313         SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1314
1315         if (!compute_avg)
1316                 return;
1317
1318         //printf ("Items: %d Time elapsed: %.3fs\n", tp->n_sum, (ticks - tp->last_check) / 10000.0);
1319         tp->last_check = ticks;
1320         new_threads = 0;
1321         avg = tp->time_sum / tp->n_sum;
1322         if (tp->averages [1] == 0) {
1323                 tp->averages [1] = avg;
1324         } else {
1325                 per1 = ((100 * (ABS (avg - tp->averages [1]))) / tp->averages [1]);
1326                 if (per1 > 5) {
1327                         if (avg > tp->averages [1]) {
1328                                 if (tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1329                                         new_threads = -1;
1330                                 } else {
1331                                         new_threads = 1;
1332                                 }
1333                         } else if (avg < tp->averages [1] && tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1334                                 new_threads = 1;
1335                         }
1336                 } else {
1337                         int min, n;
1338                         min = tp->min_threads;
1339                         n = tp->nthreads;
1340                         if ((n - min) < min && tp->busy_threads == n)
1341                                 new_threads = 1;
1342                 }
1343                 /*
1344                 if (new_threads != 0) {
1345                         printf ("n: %d per1: %lld avg=%lld avg1=%lld avg0=%lld\n", new_threads, per1, avg, tp->averages [1], tp->averages [0]);
1346                 }
1347                 */
1348         }
1349
1350         tp->time_sum = 0;
1351         tp->n_sum = 0;
1352
1353         tp->averages [0] = tp->averages [1];
1354         tp->averages [1] = avg;
1355         tp->ignore_times = 0;
1356
1357         if (new_threads == -1) {
1358                 if (tp->destroy_thread == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0) == 0)
1359                         pulse_on_new_job (tp);
1360         }
1361 }
1362
1363 static gboolean
1364 should_i_die (ThreadPool *tp)
1365 {
1366         gboolean result = FALSE;
1367         if (tp->destroy_thread == 1 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 0, 1) == 1)
1368                 result = (tp->nthreads > tp->min_threads);
1369         return result;
1370 }
1371
1372 static void
1373 async_invoke_thread (gpointer data)
1374 {
1375         MonoDomain *domain;
1376         MonoInternalThread *thread;
1377         MonoWSQ *wsq;
1378         ThreadPool *tp;
1379         gboolean must_die;
1380         const gchar *name;
1381
1382         tp = data;
1383         wsq = NULL;
1384         if (!tp->is_io)
1385                 wsq = add_wsq ();
1386
1387         thread = mono_thread_internal_current ();
1388
1389         mono_profiler_thread_start (thread->tid);
1390         name = (tp->is_io) ? "IO Threadpool worker" : "Threadpool worker";
1391         mono_thread_set_name_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), name), FALSE);
1392
1393         if (tp_start_func)
1394                 tp_start_func (tp_hooks_user_data);
1395
1396         data = NULL;
1397         for (;;) {
1398                 MonoAsyncResult *ar;
1399                 MonoClass *klass;
1400                 gboolean is_io_task;
1401                 gboolean is_socket;
1402                 int n_naps = 0;
1403
1404                 is_io_task = FALSE;
1405                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1406                 if (ar) {
1407                         InterlockedIncrement (&tp->busy_threads);
1408                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1409 #ifndef DISABLE_SOCKETS
1410                         klass = ((MonoObject *) data)->vtable->klass;
1411                         is_io_task = !is_corlib_asyncresult (domain, klass);
1412                         is_socket = FALSE;
1413                         if (is_io_task) {
1414                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1415                                 is_socket = is_socketasyncresult (domain, klass);
1416                                 ar = state->ares;
1417                                 switch (state->operation) {
1418                                 case AIO_OP_RECEIVE:
1419                                         state->total = ICALL_RECV (state);
1420                                         break;
1421                                 case AIO_OP_SEND:
1422                                         state->total = ICALL_SEND (state);
1423                                         break;
1424                                 }
1425                         }
1426 #endif
1427                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1428                          * so we need to set the right domain here */
1429                         g_assert (domain);
1430
1431                         if (mono_domain_is_unloading (domain) || mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1432                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
1433                                 data = NULL;
1434                                 ar = NULL;
1435                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1436                         } else {
1437                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1438                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
1439                                         data = NULL;
1440                                         ar = NULL;
1441                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1442                                         InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1443                                         continue;
1444                                 }
1445
1446                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1447                                         MonoObject *exc;
1448
1449                                         if (tp_item_begin_func)
1450                                                 tp_item_begin_func (tp_item_user_data);
1451
1452                                         if (!is_io_task && ar->add_time > 0)
1453                                                 process_idle_times (tp, ar->add_time);
1454                                         exc = mono_async_invoke (tp, ar);
1455                                         if (tp_item_end_func)
1456                                                 tp_item_end_func (tp_item_user_data);
1457                                         if (exc)
1458                                                 mono_internal_thread_unhandled_exception (exc);
1459                                         if (is_socket && tp->is_io) {
1460                                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1461
1462                                                 if (state->completed && state->callback) {
1463                                                         MonoAsyncResult *cb_ares;
1464                                                         cb_ares = create_simple_asyncresult ((MonoObject *) state->callback,
1465                                                                                                 (MonoObject *) state);
1466                                                         icall_append_job ((MonoObject *) cb_ares);
1467                                                 }
1468                                         }
1469                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1470                                 }
1471                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1472                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1473                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
1474                                 mono_thread_clr_state (thread , ~ThreadState_Background);
1475                                 if (!mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
1476                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1477                         }
1478                 }
1479
1480                 ar = NULL;
1481                 data = NULL;
1482                 must_die = should_i_die (tp);
1483                 if (!must_die && (tp->is_io || !mono_wsq_local_pop (&data)))
1484                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1485
1486                 n_naps = 0;
1487                 while (!must_die && !data && n_naps < 4) {
1488                         gboolean res;
1489
1490                         InterlockedIncrement (&tp->waiting);
1491
1492                         // Another thread may have added a job into its wsq since the last call to dequeue_or_steal
1493                         // Check all the queues again before entering the wait loop
1494                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1495                         if (data) {
1496                                 InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1497                                 break;
1498                         }
1499
1500                         mono_gc_set_skip_thread (TRUE);
1501
1502 #if defined(__OpenBSD__)
1503                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_wait (&tp->new_job, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1504 #else
1505                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_timedwait (&tp->new_job, 2000, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1506 #endif
1507                                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1508                                         break;
1509                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1510                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1511                         }
1512                         InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1513
1514                         mono_gc_set_skip_thread (FALSE);
1515
1516                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1517                                 break;
1518                         must_die = should_i_die (tp);
1519                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1520                         n_naps++;
1521                 }
1522
1523                 if (!data && !tp->is_io && !mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1524                         mono_wsq_local_pop (&data);
1525                         if (data && must_die) {
1526                                 InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0);
1527                                 pulse_on_new_job (tp);
1528                         }
1529                 }
1530
1531                 if (!data) {
1532                         gint nt;
1533                         gboolean down;
1534                         while (1) {
1535                                 nt = tp->nthreads;
1536                                 down = mono_runtime_is_shutting_down ();
1537                                 if (!down && nt <= tp->min_threads)
1538                                         break;
1539                                 if (down || InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, nt - 1, nt) == nt) {
1540 #ifndef DISABLE_PERFCOUNTERS
1541                                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, -1);
1542 #endif
1543                                         if (!tp->is_io) {
1544                                                 remove_wsq (wsq);
1545                                         }
1546
1547                                         mono_profiler_thread_end (thread->tid);
1548
1549                                         if (tp_finish_func)
1550                                                 tp_finish_func (tp_hooks_user_data);
1551                                         return;
1552                                 }
1553                         }
1554                 }
1555         }
1556
1557         g_assert_not_reached ();
1558 }
1559
1560 void
1561 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1562 {
1563         *workerThreads = async_tp.max_threads - async_tp.busy_threads;
1564         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads - async_io_tp.busy_threads;
1565 }
1566
1567 void
1568 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1569 {
1570         *workerThreads = async_tp.max_threads;
1571         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads;
1572 }
1573
1574 void
1575 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1576 {
1577         *workerThreads = async_tp.min_threads;
1578         *completionPortThreads = async_io_tp.min_threads;
1579 }
1580
1581 MonoBoolean
1582 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1583 {
1584         gint max_threads;
1585         gint max_io_threads;
1586
1587         max_threads = async_tp.max_threads;
1588         if (workerThreads <= 0 || workerThreads > max_threads)
1589                 return FALSE;
1590
1591         max_io_threads = async_io_tp.max_threads;
1592         if (completionPortThreads <= 0 || completionPortThreads > max_io_threads)
1593                 return FALSE;
1594
1595         InterlockedExchange (&async_tp.min_threads, workerThreads);
1596         InterlockedExchange (&async_io_tp.min_threads, completionPortThreads);
1597         if (workerThreads > async_tp.nthreads)
1598                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_tp, TRUE, FALSE, SMALL_STACK);
1599         if (completionPortThreads > async_io_tp.nthreads)
1600                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_io_tp, TRUE, FALSE, SMALL_STACK);
1601         return TRUE;
1602 }
1603
1604 MonoBoolean
1605 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMaxThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1606 {
1607         gint min_threads;
1608         gint min_io_threads;
1609         gint cpu_count;
1610
1611         cpu_count = mono_cpu_count ();
1612         min_threads = async_tp.min_threads;
1613         if (workerThreads < min_threads || workerThreads < cpu_count)
1614                 return FALSE;
1615
1616         /* We don't really have the concept of completion ports. Do we care here? */
1617         min_io_threads = async_io_tp.min_threads;
1618         if (completionPortThreads < min_io_threads || completionPortThreads < cpu_count)
1619                 return FALSE;
1620
1621         InterlockedExchange (&async_tp.max_threads, workerThreads);
1622         InterlockedExchange (&async_io_tp.max_threads, completionPortThreads);
1623         return TRUE;
1624 }
1625
1626 /**
1627  * mono_install_threadpool_thread_hooks
1628  * @start_func: the function to be called right after a new threadpool thread is created. Can be NULL.
1629  * @finish_func: the function to be called right before a thredpool thread is exiting. Can be NULL.
1630  * @user_data: argument passed to @start_func and @finish_func.
1631  *
1632  * @start_fun will be called right after a threadpool thread is created and @finish_func right before a threadpool thread exits.
1633  * The calls will be made from the thread itself.
1634  */
1635 void
1636 mono_install_threadpool_thread_hooks (MonoThreadPoolFunc start_func, MonoThreadPoolFunc finish_func, gpointer user_data)
1637 {
1638         tp_start_func = start_func;
1639         tp_finish_func = finish_func;
1640         tp_hooks_user_data = user_data;
1641 }
1642
1643 /**
1644  * mono_install_threadpool_item_hooks
1645  * @begin_func: the function to be called before a threadpool work item processing starts.
1646  * @end_func: the function to be called after a threadpool work item is finished.
1647  * @user_data: argument passed to @begin_func and @end_func.
1648  *
1649  * The calls will be made from the thread itself and from the same AppDomain
1650  * where the work item was executed.
1651  *
1652  */
1653 void
1654 mono_install_threadpool_item_hooks (MonoThreadPoolItemFunc begin_func, MonoThreadPoolItemFunc end_func, gpointer user_data)
1655 {
1656         tp_item_begin_func = begin_func;
1657         tp_item_end_func = end_func;
1658         tp_item_user_data = user_data;
1659 }
1660
1661 void
1662 mono_internal_thread_unhandled_exception (MonoObject* exc)
1663 {
1664         if (mono_runtime_unhandled_exception_policy_get () == MONO_UNHANDLED_POLICY_CURRENT) {
1665                 gboolean unloaded;
1666                 MonoClass *klass;
1667
1668                 klass = exc->vtable->klass;
1669                 unloaded = is_appdomainunloaded_exception (exc->vtable->domain, klass);
1670                 if (!unloaded && klass != mono_defaults.threadabortexception_class) {
1671                         mono_unhandled_exception (exc);
1672                         if (mono_environment_exitcode_get () == 1)
1673                                 exit (255);
1674                 }
1675                 if (klass == mono_defaults.threadabortexception_class)
1676                  mono_thread_internal_reset_abort (mono_thread_internal_current ());
1677         }
1678 }