Fallback to poll() if epoll_create() fails
[mono.git] / 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(HAVE_KQUEUE)
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  * For moonlight there is a System.Net.Sockets.Socket class in both System.dll and System.Net.dll.
219 */
220 static gboolean
221 is_socket_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
222 {
223         static const char *version = NULL;
224         static gboolean moonlight;
225
226         if (is_system_type (domain, klass))
227                 return TRUE;
228
229         /* If moonlight, check if the type is in System.Net.dll too */
230         if (version == NULL) {
231                 version = mono_get_runtime_info ()->framework_version;
232                 moonlight = !strcmp (version, "2.1");
233         }
234
235         if (!moonlight)
236                 return FALSE;
237
238         if (domain->system_net_dll == NULL)
239                 domain->system_net_dll = mono_image_loaded ("System.Net");
240         
241         return klass->image == domain->system_net_dll;
242 }
243
244 #define check_type_cached(domain, ASSEMBLY, _class, _namespace, _name, loc) do { \
245         if (*loc) \
246                 return *loc == _class; \
247         if (is_##ASSEMBLY##_type (domain, _class) && !strcmp (_name, _class->name) && !strcmp (_namespace, _class->name_space)) { \
248                 *loc = _class; \
249                 return TRUE; \
250         } \
251         return FALSE; \
252 } while (0) \
253
254 #define check_corlib_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, corlib, _class, _namespace, _name, loc)
255
256 #define check_socket_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, socket, _class, _namespace, _name, loc)
257
258 #define check_system_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, system, _class, _namespace, _name, loc)
259
260 static gboolean
261 is_corlib_asyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
262 {
263         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System.Runtime.Remoting.Messaging", "AsyncResult", &domain->corlib_asyncresult_class);
264 }
265
266 static gboolean
267 is_socket (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
268 {
269         check_socket_type_cached (domain, klass, "System.Net.Sockets", "Socket", &domain->socket_class);
270 }
271
272 static gboolean
273 is_socketasyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
274 {
275         return (klass->nested_in &&
276                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
277                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncResult"));
278 }
279
280 static gboolean
281 is_socketasynccall (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
282 {
283         return (klass->nested_in &&
284                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
285                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall"));
286 }
287
288 static gboolean
289 is_appdomainunloaded_exception (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
290 {
291         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System", "AppDomainUnloadedException", &domain->ad_unloaded_ex_class);
292 }
293
294 static gboolean
295 is_sd_process (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
296 {
297         check_system_type_cached (domain, klass, "System.Diagnostics", "Process", &domain->process_class);
298 }
299
300 static gboolean
301 is_sdp_asyncreadhandler (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
302 {
303
304         return (klass->nested_in &&
305                         is_sd_process (domain, klass->nested_in) &&
306                 !strcmp (klass->name, "AsyncReadHandler"));
307 }
308
309
310 #ifdef DISABLE_SOCKETS
311
312 #define socket_io_cleanup(x)
313
314 static int
315 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
316 {
317         g_assert_not_reached ();
318         return -1;
319 }
320
321 static int
322 get_events_from_list (MonoMList *list)
323 {
324         return 0;
325 }
326
327 #else
328
329 static void
330 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
331 {
332         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
333         if (data->inited != 2) {
334                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
335                 return;
336         }
337         data->inited = 3;
338         data->shutdown (data->event_data);
339         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
340 }
341
342 static int
343 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
344 {
345         switch (state->operation) {
346         case AIO_OP_ACCEPT:
347         case AIO_OP_RECEIVE:
348         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
349         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
350         case AIO_OP_READPIPE:
351         case AIO_OP_ACCEPTRECEIVE:
352         case AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS:
353                 return MONO_POLLIN;
354         case AIO_OP_SEND:
355         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
356         case AIO_OP_SENDTO:
357         case AIO_OP_CONNECT:
358         case AIO_OP_SEND_BUFFERS:
359         case AIO_OP_DISCONNECT:
360                 return MONO_POLLOUT;
361         default: /* Should never happen */
362                 g_message ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!");
363                 return 0;
364         }
365 }
366
367 static int
368 get_events_from_list (MonoMList *list)
369 {
370         MonoSocketAsyncResult *state;
371         int events = 0;
372
373         while (list && (state = (MonoSocketAsyncResult *)mono_mlist_get_data (list))) {
374                 events |= get_event_from_state (state);
375                 list = mono_mlist_next (list);
376         }
377
378         return events;
379 }
380
381 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
382                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
383                                  x->socket_flags, &x->error);
384
385 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
386                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
387                                  x->socket_flags, &x->error);
388
389 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
390
391 static void
392 threadpool_jobs_inc (MonoObject *obj)
393 {
394         if (obj)
395                 InterlockedIncrement (&obj->vtable->domain->threadpool_jobs);
396 }
397
398 static gboolean
399 threadpool_jobs_dec (MonoObject *obj)
400 {
401         MonoDomain *domain = obj->vtable->domain;
402         int remaining_jobs = InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
403         if (remaining_jobs == 0 && domain->cleanup_semaphore) {
404                 ReleaseSemaphore (domain->cleanup_semaphore, 1, NULL);
405                 return TRUE;
406         }
407         return FALSE;
408 }
409
410 static MonoObject *
411 get_io_event (MonoMList **list, gint event)
412 {
413         MonoObject *state;
414         MonoMList *current;
415         MonoMList *prev;
416
417         current = *list;
418         prev = NULL;
419         state = NULL;
420         while (current) {
421                 state = mono_mlist_get_data (current);
422                 if (get_event_from_state ((MonoSocketAsyncResult *) state) == event)
423                         break;
424
425                 state = NULL;
426                 prev = current;
427                 current = mono_mlist_next (current);
428         }
429
430         if (current) {
431                 if (prev) {
432                         mono_mlist_set_next (prev, mono_mlist_next (current));
433                 } else {
434                         *list = mono_mlist_next (*list);
435                 }
436         }
437
438         return state;
439 }
440
441 /*
442  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
443  * the socket from its internal list without notification.
444  */
445 void
446 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
447 {
448         MonoMList *list;
449         MonoSocketAsyncResult *state;
450         MonoObject *ares;
451
452         if (socket_io_data.inited == 0)
453                 return;
454
455         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
456         if (socket_io_data.sock_to_state == NULL) {
457                 LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
458                 return;
459         }
460         list = mono_g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
461         if (list)
462                 mono_g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
463         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
464         
465         while (list) {
466                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
467                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
468                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
469                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
470                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
471
472                 ares = get_io_event (&list, MONO_POLLIN);
473                 threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
474                 if (list) {
475                         ares = get_io_event (&list, MONO_POLLOUT);
476                         threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
477                 }
478         }
479 }
480
481 static void
482 init_event_system (SocketIOData *data)
483 {
484 #ifdef HAVE_EPOLL
485         if (data->event_system == EPOLL_BACKEND) {
486                 data->event_data = tp_epoll_init (data);
487                 if (data->event_data == NULL) {
488                         if (g_getenv ("MONO_DEBUG"))
489                                 g_message ("Falling back to poll()");
490                         data->event_system = POLL_BACKEND;
491                 }
492         }
493 #elif defined(HAVE_KQUEUE)
494         if (data->event_system == KQUEUE_BACKEND)
495                 data->event_data = tp_kqueue_init (data);
496 #endif
497         if (data->event_system == POLL_BACKEND)
498                 data->event_data = tp_poll_init (data);
499 }
500
501 static void
502 socket_io_init (SocketIOData *data)
503 {
504         int inited;
505
506         if (data->inited >= 2) // 2 -> initialized, 3-> cleaned up
507                 return;
508
509         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
510         if (inited >= 1) {
511                 while (TRUE) {
512                         if (data->inited >= 2)
513                                 return;
514                         SleepEx (1, FALSE);
515                 }
516         }
517
518         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
519         data->sock_to_state = mono_g_hash_table_new_type (g_direct_hash, g_direct_equal, MONO_HASH_VALUE_GC);
520 #ifdef HAVE_EPOLL
521         data->event_system = EPOLL_BACKEND;
522 #elif defined(HAVE_KQUEUE)
523         data->event_system = KQUEUE_BACKEND;
524 #else
525         data->event_system = POLL_BACKEND;
526 #endif
527         if (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL)
528                 data->event_system = POLL_BACKEND;
529
530         init_event_system (data);
531         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), data->wait, data, TRUE, SMALL_STACK);
532         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
533         data->inited = 2;
534         threadpool_start_thread (&async_io_tp);
535 }
536
537 static void
538 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
539 {
540         MonoMList *list;
541         SocketIOData *data = &socket_io_data;
542         int fd;
543         gboolean is_new;
544         int ievt;
545
546         socket_io_init (&socket_io_data);
547         if (mono_runtime_is_shutting_down () || data->inited == 3 || data->sock_to_state == NULL)
548                 return;
549         if (async_tp.pool_status == 2)
550                 return;
551
552         MONO_OBJECT_SETREF (state, ares, ares);
553
554         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
555         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
556         if (data->sock_to_state == NULL) {
557                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
558                 return;
559         }
560         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
561         if (list == NULL) {
562                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
563                 is_new = TRUE;
564         } else {
565                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
566                 is_new = FALSE;
567         }
568
569         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
570         ievt = get_events_from_list (list);
571         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
572         data->modify (data->event_data, fd, state->operation, ievt, is_new);
573 }
574
575 #ifndef DISABLE_SOCKETS
576 static gboolean
577 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
578 {
579         gint op;
580         MonoSocketAsyncResult *sock_res;
581         MonoClass *klass;
582         MonoDomain *domain;
583
584         if (target == NULL || state == NULL)
585                 return FALSE;
586
587         domain = target->vtable->domain;
588         klass = target->vtable->klass;
589         if (socket_async_call_klass == NULL && is_socketasynccall (domain, klass))
590                 socket_async_call_klass = klass;
591
592         if (process_async_call_klass == NULL && is_sdp_asyncreadhandler (domain, klass))
593                 process_async_call_klass = klass;
594
595         if (klass != socket_async_call_klass && klass != process_async_call_klass)
596                 return FALSE;
597
598         sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
599         op = sock_res->operation;
600         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
601                 return FALSE;
602
603         return TRUE;
604 }
605 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
606
607 /* Returns the exception thrown when invoking, if any */
608 static MonoObject *
609 mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares)
610 {
611         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
612         MonoObject *res, *exc = NULL;
613         MonoArray *out_args = NULL;
614         HANDLE wait_event = NULL;
615
616         if (ares->execution_context) {
617                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
618                 MONO_OBJECT_SETREF (ares, original_context, mono_thread_get_execution_context ());
619                 mono_thread_set_execution_context (ares->execution_context);
620         } else {
621                 ares->original_context = NULL;
622         }
623
624         if (ac == NULL) {
625                 /* Fast path from ThreadPool.*QueueUserWorkItem */
626                 void *pa = ares->async_state;
627                 mono_runtime_delegate_invoke (ares->async_delegate, &pa, &exc);
628         } else {
629                 MonoObject *cb_exc = NULL;
630
631                 ac->msg->exc = NULL;
632                 res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg, &exc, &out_args);
633                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, res, res);
634                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg->exc, exc);
635                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, out_args, out_args);
636
637                 mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
638                 ares->completed = 1;
639                 if (ares->handle != NULL)
640                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
641                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
642                 /* notify listeners */
643                 if (wait_event != NULL)
644                         SetEvent (wait_event);
645
646                 /* call async callback if cb_method != null*/
647                 if (ac != NULL && ac->cb_method) {
648                         void *pa = &ares;
649                         cb_exc = NULL;
650                         mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &cb_exc);
651                         MONO_OBJECT_SETREF (ac->msg, exc, cb_exc);
652                         exc = cb_exc;
653                 } else {
654                         exc = NULL;
655                 }
656         }
657
658         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
659         if (ares->original_context) {
660                 mono_thread_set_execution_context (ares->original_context);
661                 ares->original_context = NULL;
662         }
663         return exc;
664 }
665
666 static void
667 threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp)
668 {
669         int n;
670         guint32 stack_size;
671
672         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
673         do {
674                 while (1) {
675                         n = tp->nthreads;
676                         if (n >= tp->min_threads)
677                                 return;
678                         if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n)
679                                 break;
680                 }
681                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
682                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
683                 SleepEx (100, TRUE);
684         } while (1);
685 }
686
687 static void
688 threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer))
689 {
690         memset (tp, 0, sizeof (ThreadPool));
691         tp->min_threads = min_threads;
692         tp->max_threads = max_threads;
693         tp->async_invoke = async_invoke;
694         tp->queue = mono_cq_create ();
695         MONO_SEM_INIT (&tp->new_job, 0);
696 }
697
698 static void *
699 init_perf_counter (const char *category, const char *counter)
700 {
701         MonoString *category_str;
702         MonoString *counter_str;
703         MonoString *machine;
704         MonoDomain *root;
705         MonoBoolean custom;
706         int type;
707
708         if (category == NULL || counter == NULL)
709                 return NULL;
710         root = mono_get_root_domain ();
711         category_str = mono_string_new (root, category);
712         counter_str = mono_string_new (root, counter);
713         machine = mono_string_new (root, ".");
714         return mono_perfcounter_get_impl (category_str, counter_str, NULL, machine, &type, &custom);
715 }
716
717 #ifdef DEBUG
718 static void
719 print_pool_info (ThreadPool *tp)
720 {
721
722 //      if (tp->tail - tp->head == 0)
723 //              return;
724
725         g_print ("Pool status? %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 0, 0));
726         g_print ("Min. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->min_threads, 0, 0));
727         g_print ("Max. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, 0));
728         g_print ("nthreads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, 0, 0));
729         g_print ("busy threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->busy_threads, 0, 0));
730         g_print ("Waiting: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->waiting, 0, 0));
731         g_print ("Queued: %d\n", (tp->tail - tp->head));
732         if (tp == &async_tp) {
733                 int i;
734                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
735                 for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
736                         g_print ("\tWSQ %d: %d\n", i, mono_wsq_count (g_ptr_array_index (wsqs, i)));
737                 }
738                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
739         } else {
740                 g_print ("\tSockets: %d\n", mono_g_hash_table_size (socket_io_data.sock_to_state));
741         }
742         g_print ("-------------\n");
743 }
744
745 static void
746 signal_handler (int signo)
747 {
748         ThreadPool *tp;
749
750         tp = &async_tp;
751         g_print ("\n-----Non-IO-----\n");
752         print_pool_info (tp);
753         tp = &async_io_tp;
754         g_print ("\n-----IO-----\n");
755         print_pool_info (tp);
756         alarm (2);
757 }
758 #endif
759
760 static void
761 monitor_thread (gpointer unused)
762 {
763         ThreadPool *pools [2];
764         MonoInternalThread *thread;
765         guint32 ms;
766         gboolean need_one;
767         int i;
768
769         pools [0] = &async_tp;
770         pools [1] = &async_io_tp;
771         thread = mono_thread_internal_current ();
772         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), "Threadpool monitor"));
773         while (1) {
774                 ms = 500;
775                 do {
776                         guint32 ts;
777                         ts = mono_msec_ticks ();
778                         if (SleepEx (ms, TRUE) == 0)
779                                 break;
780                         ms -= (mono_msec_ticks () - ts);
781                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
782                                 break;
783                         if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
784                                 mono_thread_interruption_checkpoint ();
785                 } while (ms > 0);
786
787                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
788                         break;
789
790                 for (i = 0; i < 2; i++) {
791                         ThreadPool *tp;
792                         tp = pools [i];
793                         if (tp->waiting > 0)
794                                 continue;
795                         need_one = (mono_cq_count (tp->queue) > 0);
796                         if (!need_one && !tp->is_io) {
797                                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
798                                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
799                                         MonoWSQ *wsq;
800                                         wsq = g_ptr_array_index (wsqs, i);
801                                         if (mono_wsq_count (wsq) != 0) {
802                                                 need_one = TRUE;
803                                                 break;
804                                         }
805                                 }
806                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
807                         }
808                         if (need_one)
809                                 threadpool_start_thread (tp);
810                 }
811         }
812 }
813
814 void
815 mono_thread_pool_init ()
816 {
817         gint threads_per_cpu = 1;
818         gint thread_count;
819         gint cpu_count = mono_cpu_count ();
820         int result;
821
822         if (tp_inited == 2)
823                 return;
824
825         result = InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0);
826         if (result == 1) {
827                 while (1) {
828                         SleepEx (1, FALSE);
829                         if (tp_inited == 2)
830                                 return;
831                 }
832         }
833
834         MONO_GC_REGISTER_ROOT_FIXED (socket_io_data.sock_to_state);
835         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
836         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
837                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
838                 if (threads_per_cpu < 1)
839                         threads_per_cpu = 1;
840         }
841
842         thread_count = MIN (cpu_count * threads_per_cpu, 100 * cpu_count);
843         threadpool_init (&async_tp, thread_count, MAX (100 * cpu_count, thread_count), async_invoke_thread);
844         threadpool_init (&async_io_tp, cpu_count * 2, cpu_count * 4, async_invoke_thread);
845         async_io_tp.is_io = TRUE;
846
847         async_call_klass = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System", "MonoAsyncCall");
848         g_assert (async_call_klass);
849
850         InitializeCriticalSection (&wsqs_lock);
851         wsqs = g_ptr_array_sized_new (MAX (100 * cpu_count, thread_count));
852         mono_wsq_init ();
853
854         async_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "Work Items Added");
855         g_assert (async_tp.pc_nitems);
856
857         async_io_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "IO Work Items Added");
858         g_assert (async_io_tp.pc_nitems);
859
860         async_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of Threads");
861         g_assert (async_tp.pc_nthreads);
862
863         async_io_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of IO Threads");
864         g_assert (async_io_tp.pc_nthreads);
865         tp_inited = 2;
866 #ifdef DEBUG
867         signal (SIGALRM, signal_handler);
868         alarm (2);
869 #endif
870 }
871
872 static MonoAsyncResult *
873 create_simple_asyncresult (MonoObject *target, MonoObject *state)
874 {
875         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
876         MonoAsyncResult *ares;
877
878         /* Don't call mono_async_result_new() to avoid capturing the context */
879         ares = (MonoAsyncResult *) mono_object_new (domain, mono_defaults.asyncresult_class);
880         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
881         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_state, state);
882         return ares;
883 }
884
885 void
886 icall_append_io_job (MonoObject *target, MonoSocketAsyncResult *state)
887 {
888         MonoAsyncResult *ares;
889
890         ares = create_simple_asyncresult (target, (MonoObject *) state);
891         socket_io_add (ares, state);
892 }
893
894 MonoAsyncResult *
895 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
896                       MonoObject *state)
897 {
898         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
899         MonoAsyncResult *ares;
900         ASyncCall *ac;
901
902         ac = (ASyncCall*)mono_object_new (domain, async_call_klass);
903         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg, msg);
904         MONO_OBJECT_SETREF (ac, state, state);
905
906         if (async_callback) {
907                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
908                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, cb_target, async_callback);
909         }
910
911         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, NULL, (MonoObject*)ac);
912         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
913
914 #ifndef DISABLE_SOCKETS
915         if (socket_io_filter (target, state)) {
916                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
917                 return ares;
918         }
919 #endif
920         threadpool_append_job (&async_tp, (MonoObject *) ares);
921         return ares;
922 }
923
924 MonoObject *
925 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
926 {
927         ASyncCall *ac;
928         HANDLE wait_event;
929
930         *exc = NULL;
931         *out_args = NULL;
932
933         /* check if already finished */
934         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
935         
936         if (ares->endinvoke_called) {
937                 *exc = (MonoObject *) mono_get_exception_invalid_operation (NULL);
938                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
939                 return NULL;
940         }
941
942         ares->endinvoke_called = 1;
943         /* wait until we are really finished */
944         if (!ares->completed) {
945                 if (ares->handle == NULL) {
946                         wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
947                         g_assert(wait_event != 0);
948                         MONO_OBJECT_SETREF (ares, handle, (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), wait_event));
949                 } else {
950                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
951                 }
952                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
953                 WaitForSingleObjectEx (wait_event, INFINITE, TRUE);
954         } else {
955                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
956         }
957
958         ac = (ASyncCall *) ares->object_data;
959         g_assert (ac != NULL);
960         *exc = ac->msg->exc; /* FIXME: GC add write barrier */
961         *out_args = ac->out_args;
962
963         return ac->res;
964 }
965
966 static void
967 threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp)
968 {
969         gint n;
970
971         n = (gint) InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, -1);
972         while (n) {
973                 n--;
974                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
975         }
976 }
977
978 void
979 mono_thread_pool_cleanup (void)
980 {
981         if (InterlockedExchange (&async_io_tp.pool_status, 2) == 1) {
982                 socket_io_cleanup (&socket_io_data); /* Empty when DISABLE_SOCKETS is defined */
983                 threadpool_kill_idle_threads (&async_io_tp);
984         }
985
986         if (async_io_tp.queue != NULL) {
987                 MONO_SEM_DESTROY (&async_io_tp.new_job);
988                 threadpool_free_queue (&async_io_tp);
989         }
990
991
992         if (InterlockedExchange (&async_tp.pool_status, 2) == 1) {
993                 threadpool_kill_idle_threads (&async_tp);
994                 threadpool_free_queue (&async_tp);
995         }
996
997         if (wsqs) {
998                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
999                 mono_wsq_cleanup ();
1000                 if (wsqs)
1001                         g_ptr_array_free (wsqs, TRUE);
1002                 wsqs = NULL;
1003                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1004                 MONO_SEM_DESTROY (&async_tp.new_job);
1005         }
1006 }
1007
1008 static gboolean
1009 threadpool_start_thread (ThreadPool *tp)
1010 {
1011         gint n;
1012         guint32 stack_size;
1013
1014         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
1015         while (!mono_runtime_is_shutting_down () && (n = tp->nthreads) < tp->max_threads) {
1016                 if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n) {
1017                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
1018                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
1019                         return TRUE;
1020                 }
1021         }
1022
1023         return FALSE;
1024 }
1025
1026 static void
1027 pulse_on_new_job (ThreadPool *tp)
1028 {
1029         if (tp->waiting)
1030                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
1031 }
1032
1033 void
1034 icall_append_job (MonoObject *ar)
1035 {
1036         threadpool_append_jobs (&async_tp, &ar, 1);
1037 }
1038
1039 static void
1040 threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar)
1041 {
1042         threadpool_append_jobs (tp, &ar, 1);
1043 }
1044
1045 static void
1046 threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs)
1047 {
1048         static int job_counter;
1049         MonoObject *ar;
1050         gint i;
1051
1052         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1053                 return;
1054
1055         if (tp->pool_status == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 1, 0) == 0) {
1056                 if (!tp->is_io)
1057                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), monitor_thread, NULL, TRUE, SMALL_STACK);
1058                 /* Create on demand up to min_threads to avoid startup penalty for apps that don't use
1059                  * the threadpool that much
1060                 * mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, tp, TRUE, SMALL_STACK);
1061                 */
1062         }
1063
1064         for (i = 0; i < njobs; i++) {
1065                 ar = jobs [i];
1066                 if (ar == NULL || mono_domain_is_unloading (ar->vtable->domain))
1067                         continue; /* Might happen when cleaning domain jobs */
1068                 if (!tp->is_io && (InterlockedIncrement (&job_counter) % 10) == 0) {
1069                         MonoAsyncResult *o = (MonoAsyncResult *) ar;
1070                         o->add_time = mono_100ns_ticks ();
1071                 }
1072                 threadpool_jobs_inc (ar); 
1073                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nitems, TRUE, 1);
1074                 if (!tp->is_io && mono_wsq_local_push (ar))
1075                         continue;
1076
1077                 mono_cq_enqueue (tp->queue, ar);
1078         }
1079
1080         for (i = 0; tp->waiting > 0 && i < MIN(njobs, tp->max_threads); i++)
1081                 pulse_on_new_job (tp);
1082 }
1083
1084 static void
1085 threadpool_clear_queue (ThreadPool *tp, MonoDomain *domain)
1086 {
1087         MonoObject *obj;
1088         MonoMList *other;
1089
1090         other = NULL;
1091         while (mono_cq_dequeue (tp->queue, &obj)) {
1092                 if (obj == NULL)
1093                         continue;
1094                 if (obj->vtable->domain != domain)
1095                         other = mono_mlist_prepend (other, obj);
1096                 threadpool_jobs_dec (obj);
1097         }
1098
1099         while (other) {
1100                 threadpool_append_job (tp, (MonoObject *) mono_mlist_get_data (other));
1101                 other = mono_mlist_next (other);
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Clean up the threadpool of all domain jobs.
1107  * Can only be called as part of the domain unloading process as
1108  * it will wait for all jobs to be visible to the interruption code. 
1109  */
1110 gboolean
1111 mono_thread_pool_remove_domain_jobs (MonoDomain *domain, int timeout)
1112 {
1113         HANDLE sem_handle;
1114         int result = TRUE;
1115         guint32 start_time = 0;
1116
1117         g_assert (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING);
1118
1119         threadpool_clear_queue (&async_tp, domain);
1120         threadpool_clear_queue (&async_io_tp, domain);
1121
1122         /*
1123          * There might be some threads out that could be about to execute stuff from the given domain.
1124          * We avoid that by setting up a semaphore to be pulsed by the thread that reaches zero.
1125          */
1126         sem_handle = CreateSemaphore (NULL, 0, 1, NULL);
1127
1128         domain->cleanup_semaphore = sem_handle;
1129         /*
1130          * The memory barrier here is required to have global ordering between assigning to cleanup_semaphone
1131          * and reading threadpool_jobs.
1132          * Otherwise this thread could read a stale version of threadpool_jobs and wait forever.
1133          */
1134         mono_memory_write_barrier ();
1135
1136         if (domain->threadpool_jobs && timeout != -1)
1137                 start_time = mono_msec_ticks ();
1138         while (domain->threadpool_jobs) {
1139                 WaitForSingleObject (sem_handle, timeout);
1140                 if (timeout != -1 && (mono_msec_ticks () - start_time) > timeout) {
1141                         result = FALSE;
1142                         break;
1143                 }
1144         }
1145
1146         domain->cleanup_semaphore = NULL;
1147         CloseHandle (sem_handle);
1148         return result;
1149 }
1150
1151 static void
1152 threadpool_free_queue (ThreadPool *tp)
1153 {
1154         mono_cq_destroy (tp->queue);
1155         tp->queue = NULL;
1156 }
1157
1158 gboolean
1159 mono_thread_pool_is_queue_array (MonoArray *o)
1160 {
1161         // gpointer obj = o;
1162
1163         // FIXME: need some fix in sgen code.
1164         return FALSE;
1165 }
1166
1167 static MonoWSQ *
1168 add_wsq (void)
1169 {
1170         int i;
1171         MonoWSQ *wsq;
1172
1173         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1174         wsq = mono_wsq_create ();
1175         if (wsqs == NULL) {
1176                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1177                 return NULL;
1178         }
1179         for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
1180                 if (g_ptr_array_index (wsqs, i) == NULL) {
1181                         wsqs->pdata [i] = wsq;
1182                         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1183                         return wsq;
1184                 }
1185         }
1186         g_ptr_array_add (wsqs, wsq);
1187         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1188         return wsq;
1189 }
1190
1191 static void
1192 remove_wsq (MonoWSQ *wsq)
1193 {
1194         gpointer data;
1195
1196         if (wsq == NULL)
1197                 return;
1198
1199         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1200         if (wsqs == NULL) {
1201                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1202                 return;
1203         }
1204         g_ptr_array_remove_fast (wsqs, wsq);
1205         data = NULL;
1206         /*
1207          * Only clean this up when shutting down, any other case will error out
1208          * if we're removing a queue that still has work items.
1209          */
1210         if (mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1211                 while (mono_wsq_local_pop (&data)) {
1212                         threadpool_jobs_dec (data);
1213                         data = NULL;
1214                 }
1215         }
1216         mono_wsq_destroy (wsq);
1217         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1218 }
1219
1220 static void
1221 try_steal (MonoWSQ *local_wsq, gpointer *data, gboolean retry)
1222 {
1223         int i;
1224         int ms;
1225
1226         if (wsqs == NULL || data == NULL || *data != NULL)
1227                 return;
1228
1229         ms = 0;
1230         do {
1231                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1232                         return;
1233
1234                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1235                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
1236                         MonoWSQ *wsq;
1237
1238                         wsq = wsqs->pdata [i];
1239                         if (wsq == local_wsq || mono_wsq_count (wsq) == 0)
1240                                 continue;
1241                         mono_wsq_try_steal (wsqs->pdata [i], data, ms);
1242                         if (*data != NULL) {
1243                                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1244                                 return;
1245                         }
1246                 }
1247                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1248                 ms += 10;
1249         } while (retry && ms < 11);
1250 }
1251
1252 static gboolean
1253 dequeue_or_steal (ThreadPool *tp, gpointer *data, MonoWSQ *local_wsq)
1254 {
1255         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1256                 return FALSE;
1257         mono_cq_dequeue (tp->queue, (MonoObject **) data);
1258         if (!tp->is_io && !*data)
1259                 try_steal (local_wsq, data, FALSE);
1260         return (*data != NULL);
1261 }
1262
1263 static void
1264 process_idle_times (ThreadPool *tp, gint64 t)
1265 {
1266         gint64 ticks;
1267         gint64 avg;
1268         gboolean compute_avg;
1269         gint new_threads;
1270         gint64 per1;
1271
1272         if (tp->ignore_times || t <= 0)
1273                 return;
1274
1275         compute_avg = FALSE;
1276         ticks = mono_100ns_ticks ();
1277         t = ticks - t;
1278         SPIN_LOCK (tp->sp_lock);
1279         if (tp->ignore_times) {
1280                 SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1281                 return;
1282         }
1283         tp->time_sum += t;
1284         tp->n_sum++;
1285         if (tp->last_check == 0)
1286                 tp->last_check = ticks;
1287         else if (tp->last_check > 0 && (ticks - tp->last_check) > 5000000) {
1288                 tp->ignore_times = 1;
1289                 compute_avg = TRUE;
1290         }
1291         SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1292
1293         if (!compute_avg)
1294                 return;
1295
1296         //printf ("Items: %d Time elapsed: %.3fs\n", tp->n_sum, (ticks - tp->last_check) / 10000.0);
1297         tp->last_check = ticks;
1298         new_threads = 0;
1299         avg = tp->time_sum / tp->n_sum;
1300         if (tp->averages [1] == 0) {
1301                 tp->averages [1] = avg;
1302         } else {
1303                 per1 = ((100 * (ABS (avg - tp->averages [1]))) / tp->averages [1]);
1304                 if (per1 > 5) {
1305                         if (avg > tp->averages [1]) {
1306                                 if (tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1307                                         new_threads = -1;
1308                                 } else {
1309                                         new_threads = 1;
1310                                 }
1311                         } else if (avg < tp->averages [1] && tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1312                                 new_threads = 1;
1313                         }
1314                 } else {
1315                         int min, n;
1316                         min = tp->min_threads;
1317                         n = tp->nthreads;
1318                         if ((n - min) < min && tp->busy_threads == n)
1319                                 new_threads = 1;
1320                 }
1321                 /*
1322                 if (new_threads != 0) {
1323                         printf ("n: %d per1: %lld avg=%lld avg1=%lld avg0=%lld\n", new_threads, per1, avg, tp->averages [1], tp->averages [0]);
1324                 }
1325                 */
1326         }
1327
1328         tp->time_sum = 0;
1329         tp->n_sum = 0;
1330
1331         tp->averages [0] = tp->averages [1];
1332         tp->averages [1] = avg;
1333         tp->ignore_times = 0;
1334
1335         if (new_threads == -1) {
1336                 if (tp->destroy_thread == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0) == 0)
1337                         pulse_on_new_job (tp);
1338         }
1339 }
1340
1341 static gboolean
1342 should_i_die (ThreadPool *tp)
1343 {
1344         gboolean result = FALSE;
1345         if (tp->destroy_thread == 1 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 0, 1) == 1)
1346                 result = (tp->nthreads > tp->min_threads);
1347         return result;
1348 }
1349
1350 static void
1351 async_invoke_thread (gpointer data)
1352 {
1353         MonoDomain *domain;
1354         MonoInternalThread *thread;
1355         MonoWSQ *wsq;
1356         ThreadPool *tp;
1357         gboolean must_die;
1358         const gchar *name;
1359   
1360         tp = data;
1361         wsq = NULL;
1362         if (!tp->is_io)
1363                 wsq = add_wsq ();
1364
1365         thread = mono_thread_internal_current ();
1366
1367         mono_profiler_thread_start (thread->tid);
1368         name = (tp->is_io) ? "IO Threadpool worker" : "Threadpool worker";
1369         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), name));
1370
1371         if (tp_start_func)
1372                 tp_start_func (tp_hooks_user_data);
1373
1374         data = NULL;
1375         for (;;) {
1376                 MonoAsyncResult *ar;
1377                 MonoClass *klass;
1378                 gboolean is_io_task;
1379                 gboolean is_socket;
1380                 int n_naps = 0;
1381
1382                 is_io_task = FALSE;
1383                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1384                 if (ar) {
1385                         InterlockedIncrement (&tp->busy_threads);
1386                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1387 #ifndef DISABLE_SOCKETS
1388                         klass = ((MonoObject *) data)->vtable->klass;
1389                         is_io_task = !is_corlib_asyncresult (domain, klass);
1390                         is_socket = FALSE;
1391                         if (is_io_task) {
1392                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1393                                 is_socket = is_socketasyncresult (domain, klass);
1394                                 ar = state->ares;
1395                                 switch (state->operation) {
1396                                 case AIO_OP_RECEIVE:
1397                                         state->total = ICALL_RECV (state);
1398                                         break;
1399                                 case AIO_OP_SEND:
1400                                         state->total = ICALL_SEND (state);
1401                                         break;
1402                                 }
1403                         }
1404 #endif
1405                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1406                          * so we need to set the right domain here */
1407                         g_assert (domain);
1408
1409                         if (mono_domain_is_unloading (domain) || mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1410                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
1411                                 data = NULL;
1412                                 ar = NULL;
1413                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1414                         } else {
1415                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1416                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
1417                                         data = NULL;
1418                                         ar = NULL;
1419                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1420                                         InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1421                                         continue;
1422                                 }
1423
1424                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1425                                         MonoObject *exc;
1426
1427                                         if (tp_item_begin_func)
1428                                                 tp_item_begin_func (tp_item_user_data);
1429
1430                                         if (!is_io_task && ar->add_time > 0)
1431                                                 process_idle_times (tp, ar->add_time);
1432                                         exc = mono_async_invoke (tp, ar);
1433                                         if (tp_item_end_func)
1434                                                 tp_item_end_func (tp_item_user_data);
1435                                         if (exc && mono_runtime_unhandled_exception_policy_get () == MONO_UNHANDLED_POLICY_CURRENT) {
1436                                                 gboolean unloaded;
1437                                                 MonoClass *klass;
1438
1439                                                 klass = exc->vtable->klass;
1440                                                 unloaded = is_appdomainunloaded_exception (exc->vtable->domain, klass);
1441                                                 if (!unloaded && klass != mono_defaults.threadabortexception_class) {
1442                                                         mono_unhandled_exception (exc);
1443                                                         if (mono_environment_exitcode_get () == 1)
1444                                                                 exit (255);
1445                                                 }
1446                                                 if (klass == mono_defaults.threadabortexception_class)
1447                                                         mono_thread_internal_reset_abort (thread);
1448                                         }
1449                                         if (is_socket && tp->is_io) {
1450                                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1451
1452                                                 if (state->completed && state->callback) {
1453                                                         MonoAsyncResult *cb_ares;
1454                                                         cb_ares = create_simple_asyncresult ((MonoObject *) state->callback,
1455                                                                                                 (MonoObject *) state);
1456                                                         icall_append_job ((MonoObject *) cb_ares);
1457                                                 }
1458                                         }
1459                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1460                                 }
1461                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1462                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1463                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
1464                                 mono_thread_clr_state (thread , ~ThreadState_Background);
1465                                 if (!mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
1466                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1467                         }
1468                 }
1469
1470                 ar = NULL;
1471                 data = NULL;
1472                 must_die = should_i_die (tp);
1473                 if (!must_die && (tp->is_io || !mono_wsq_local_pop (&data)))
1474                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1475
1476                 n_naps = 0;
1477                 while (!must_die && !data && n_naps < 4) {
1478                         gboolean res;
1479
1480                         InterlockedIncrement (&tp->waiting);
1481 #if defined(__OpenBSD__)
1482                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_wait (&tp->new_job, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1483 #else
1484                         while (mono_cq_count (tp->queue) == 0 && (res = mono_sem_timedwait (&tp->new_job, 2000, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1485 #endif
1486                                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1487                                         break;
1488                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1489                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1490                         }
1491                         InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1492                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1493                                 break;
1494                         must_die = should_i_die (tp);
1495                         dequeue_or_steal (tp, &data, wsq);
1496                         n_naps++;
1497                 }
1498
1499                 if (!data && !tp->is_io && !mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1500                         mono_wsq_local_pop (&data);
1501                         if (data && must_die) {
1502                                 InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0);
1503                                 pulse_on_new_job (tp);
1504                         }
1505                 }
1506
1507                 if (!data) {
1508                         gint nt;
1509                         gboolean down;
1510                         while (1) {
1511                                 nt = tp->nthreads;
1512                                 down = mono_runtime_is_shutting_down ();
1513                                 if (!down && nt <= tp->min_threads)
1514                                         break;
1515                                 if (down || InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, nt - 1, nt) == nt) {
1516                                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, -1);
1517                                         if (!tp->is_io) {
1518                                                 remove_wsq (wsq);
1519                                         }
1520
1521                                         mono_profiler_thread_end (thread->tid);
1522
1523                                         if (tp_finish_func)
1524                                                 tp_finish_func (tp_hooks_user_data);
1525                                         return;
1526                                 }
1527                         }
1528                 }
1529         }
1530
1531         g_assert_not_reached ();
1532 }
1533
1534 void
1535 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1536 {
1537         *workerThreads = async_tp.max_threads - async_tp.busy_threads;
1538         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads - async_io_tp.busy_threads;
1539 }
1540
1541 void
1542 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1543 {
1544         *workerThreads = async_tp.max_threads;
1545         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads;
1546 }
1547
1548 void
1549 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1550 {
1551         *workerThreads = async_tp.min_threads;
1552         *completionPortThreads = async_io_tp.min_threads;
1553 }
1554
1555 MonoBoolean
1556 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1557 {
1558         gint max_threads;
1559         gint max_io_threads;
1560
1561         max_threads = async_tp.max_threads;
1562         if (workerThreads <= 0 || workerThreads > max_threads)
1563                 return FALSE;
1564
1565         max_io_threads = async_io_tp.max_threads;
1566         if (completionPortThreads <= 0 || completionPortThreads > max_io_threads)
1567                 return FALSE;
1568
1569         InterlockedExchange (&async_tp.min_threads, workerThreads);
1570         InterlockedExchange (&async_io_tp.min_threads, completionPortThreads);
1571         if (workerThreads > async_tp.nthreads)
1572                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1573         if (completionPortThreads > async_io_tp.nthreads)
1574                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_io_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1575         return TRUE;
1576 }
1577
1578 MonoBoolean
1579 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMaxThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1580 {
1581         gint min_threads;
1582         gint min_io_threads;
1583         gint cpu_count;
1584
1585         cpu_count = mono_cpu_count ();
1586         min_threads = async_tp.min_threads;
1587         if (workerThreads < min_threads || workerThreads < cpu_count)
1588                 return FALSE;
1589
1590         /* We don't really have the concept of completion ports. Do we care here? */
1591         min_io_threads = async_io_tp.min_threads;
1592         if (completionPortThreads < min_io_threads || completionPortThreads < cpu_count)
1593                 return FALSE;
1594
1595         InterlockedExchange (&async_tp.max_threads, workerThreads);
1596         InterlockedExchange (&async_io_tp.max_threads, completionPortThreads);
1597         return TRUE;
1598 }
1599
1600 /**
1601  * mono_install_threadpool_thread_hooks
1602  * @start_func: the function to be called right after a new threadpool thread is created. Can be NULL.
1603  * @finish_func: the function to be called right before a thredpool thread is exiting. Can be NULL.
1604  * @user_data: argument passed to @start_func and @finish_func.
1605  *
1606  * @start_fun will be called right after a threadpool thread is created and @finish_func right before a threadpool thread exits.
1607  * The calls will be made from the thread itself.
1608  */
1609 void
1610 mono_install_threadpool_thread_hooks (MonoThreadPoolFunc start_func, MonoThreadPoolFunc finish_func, gpointer user_data)
1611 {
1612         tp_start_func = start_func;
1613         tp_finish_func = finish_func;
1614         tp_hooks_user_data = user_data;
1615 }
1616
1617 /**
1618  * mono_install_threadpool_item_hooks
1619  * @begin_func: the function to be called before a threadpool work item processing starts.
1620  * @end_func: the function to be called after a threadpool work item is finished.
1621  * @user_data: argument passed to @begin_func and @end_func.
1622  *
1623  * The calls will be made from the thread itself and from the same AppDomain
1624  * where the work item was executed.
1625  *
1626  */
1627 void
1628 mono_install_threadpool_item_hooks (MonoThreadPoolItemFunc begin_func, MonoThreadPoolItemFunc end_func, gpointer user_data)
1629 {
1630         tp_item_begin_func = begin_func;
1631         tp_item_end_func = end_func;
1632         tp_item_user_data = user_data;
1633 }
1634