mono/metadata/threadpool.c

   1 /*
   2  * threadpool.c: global thread pool
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *   Gonzalo Paniagua Javier (gonzalo@ximian.com)
   7  *
   8  * (C) 2001-2003 Ximian, Inc.
   9  * (c) 2004,2005 Novell, Inc. (http://www.novell.com)
  10  */
  11
  12 #include <config.h>
  13 #include <glib.h>
  14
  15 #ifdef PLATFORM_WIN32
  16 #define WINVER 0x0500
  17 #define _WIN32_WINNT 0x0500
  18 #endif
  19
  20 #define THREADS_PER_CPU 5 /* 20 + THREADS_PER_CPU * number of CPUs */
  21
  22 #include <mono/metadata/domain-internals.h>
  23 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  24 #include <mono/metadata/threads.h>
  25 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  26 #include <mono/metadata/threadpool-internals.h>
  27 #include <mono/metadata/exception.h>
  28 #include <mono/metadata/file-io.h>
  29 #include <mono/metadata/monitor.h>
  30 #include <mono/metadata/marshal.h>
  31 #include <mono/metadata/socket-io.h>
  32 #include <mono/io-layer/io-layer.h>
  33 #include <mono/os/gc_wrapper.h>
  34 #include <errno.h>
  35 #include <sys/time.h>
  36 #include <sys/types.h>
  37 #include <fcntl.h>
  38 #include <unistd.h>
  39 #include <string.h>
  40
  41 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  42 #ifdef HAVE_EPOLL
  43 #include <sys/epoll.h>
  44 #endif
  45
  46 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  47
  48 #include "threadpool.h"
  49
  50 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  51                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  52
  53 #undef EPOLL_DEBUG
  54
  55 /* maximum number of worker threads */
  56 static int mono_max_worker_threads;
  57 static int mono_min_worker_threads;
  58 static int mono_io_max_worker_threads;
  59
  60 /* current number of worker threads */
  61 static int mono_worker_threads = 0;
  62 static int io_worker_threads = 0;
  63
  64 /* current number of busy threads */
  65 static int busy_worker_threads = 0;
  66 static int busy_io_worker_threads;
  67
  68 /* mono_thread_pool_init called */
  69 static int tp_inited;
  70
  71 /* we use this to store a reference to the AsyncResult to avoid GC */
  72 static MonoGHashTable *ares_htable = NULL;
  73
  74 static CRITICAL_SECTION ares_lock;
  75 static CRITICAL_SECTION io_queue_lock;
  76 static int pending_io_items;
  77
  78 typedef struct {
  79         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  80         int inited;
  81         int pipe [2];
  82         GHashTable *sock_to_state;
  83
  84         HANDLE new_sem; /* access to newpfd and write side of the pipe */
  85         mono_pollfd *newpfd;
  86         gboolean epoll_disabled;
  87 #ifdef HAVE_EPOLL
  88         int epollfd;
  89 #endif
  90 } SocketIOData;
  91
  92 static SocketIOData socket_io_data;
  93
  94 /* we append a job */
  95 static HANDLE job_added;
  96 static HANDLE io_job_added;
  97
  98 typedef struct {
  99         MonoMethodMessage *msg;
 100         HANDLE             wait_event;
 101         MonoMethod        *cb_method;
 102         MonoDelegate      *cb_target;
 103         MonoObject        *state;
 104         MonoObject        *res;
 105         MonoArray         *out_args;
 106 } ASyncCall;
 107
 108 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 109 static void append_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist, gpointer ar);
 110 static void start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares);
 111 static void mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares);
 112 static gpointer dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist);
 113
 114 static GList *async_call_queue = NULL;
 115 static GList *async_io_queue = NULL;
 116
 117 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 118
 119 #define INIT_POLLFD(a, b, c) {(a)->fd = b; (a)->events = c; (a)->revents = 0;}
 120 enum {
 121         AIO_OP_FIRST,
 122         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 123         AIO_OP_CONNECT,
 124         AIO_OP_RECEIVE,
 125         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 126         AIO_OP_SEND,
 127         AIO_OP_SENDTO,
 128         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 129         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 130         AIO_OP_LAST
 131 };
 132
 133 static void
 134 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 135 {
 136         gint release;
 137
 138         if (data->inited == 0)
 139                 return;
 140
 141         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 142         data->inited = 0;
 143 #ifdef PLATFORM_WIN32
 144         closesocket (data->pipe [0]);
 145         closesocket (data->pipe [1]);
 146 #else
 147         close (data->pipe [0]);
 148         close (data->pipe [1]);
 149 #endif
 150         data->pipe [0] = -1;
 151         data->pipe [1] = -1;
 152         if (data->new_sem)
 153                 CloseHandle (data->new_sem);
 154         data->new_sem = NULL;
 155         g_hash_table_destroy (data->sock_to_state);
 156         data->sock_to_state = NULL;
 157         g_list_free (async_io_queue);
 158         async_io_queue = NULL;
 159         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 160         if (io_job_added)
 161                 ReleaseSemaphore (io_job_added, release, NULL);
 162         g_free (data->newpfd);
 163         data->newpfd = NULL;
 164 #ifdef HAVE_EPOLL
 165         if (FALSE == data->epoll_disabled)
 166                 close (data->epollfd);
 167 #endif
 168         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 169 }
 170
 171 static int
 172 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 173 {
 174         switch (state->operation) {
 175         case AIO_OP_ACCEPT:
 176         case AIO_OP_RECEIVE:
 177         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 178         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 179                 return MONO_POLLIN;
 180         case AIO_OP_SEND:
 181         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 182         case AIO_OP_SENDTO:
 183         case AIO_OP_CONNECT:
 184                 return MONO_POLLOUT;
 185         default: /* Should never happen */
 186                 g_print ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!\n");
 187                 return 0;
 188         }
 189 }
 190
 191 static int
 192 get_events_from_list (GSList *list)
 193 {
 194         MonoSocketAsyncResult *state;
 195         int events = 0;
 196
 197         while (list && list->data) {
 198                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 199                 events |= get_event_from_state (state);
 200                 list = list->next;
 201         }
 202
 203         return events;
 204 }
 205
 206 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 207                                 (SOCKET) x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 208                                  x->socket_flags, &x->error);
 209
 210 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 211                                 (SOCKET) x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 212                                  x->socket_flags, &x->error);
 213
 214 static void
 215 async_invoke_io_thread (gpointer data)
 216 {
 217         MonoDomain *domain;
 218         MonoThread *thread;
 219         thread = mono_thread_current ();
 220         thread->threadpool_thread = TRUE;
 221         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 222
 223         for (;;) {
 224                 MonoSocketAsyncResult *state;
 225                 MonoAsyncResult *ar;
 226
 227                 state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
 228                 if (state) {
 229                         InterlockedDecrement (&pending_io_items);
 230                         ar = state->ares;
 231                         /* worker threads invokes methods in different domains,
 232                          * so we need to set the right domain here */
 233                         switch (state->operation) {
 234                         case AIO_OP_RECEIVE:
 235                                 state->total = ICALL_RECV (state);
 236                                 break;
 237                         case AIO_OP_SEND:
 238                                 state->total = ICALL_SEND (state);
 239                                 break;
 240                         }
 241
 242                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
 243                         if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
 244                                 ASyncCall *ac;
 245
 246                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
 247                                 mono_async_invoke (ar);
 248                                 ac = (ASyncCall *) ar->data;
 249                                 if (ac->msg->exc != NULL)
 250                                         mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
 251                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
 252                         }
 253                         InterlockedDecrement (&busy_io_worker_threads);
 254                 }
 255
 256                 data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 257
 258                 if (!data) {
 259                         guint32 wr;
 260                         int timeout = 10000;
 261                         guint32 start_time = GetTickCount ();
 262
 263                         do {
 264                                 wr = WaitForSingleObjectEx (io_job_added, (guint32)timeout, TRUE);
 265                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 266                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 267
 268                                 timeout -= GetTickCount () - start_time;
 269
 270                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT)
 271                                         data = dequeue_job (&io_queue_lock, &async_io_queue);
 272                         }
 273                         while (!data && timeout > 0);
 274                 }
 275
 276                 if (!data) {
 277                         if (InterlockedDecrement (&io_worker_threads) < 2) {
 278                                 /* If we have pending items, keep the thread alive */
 279                                 if (InterlockedCompareExchange (&pending_io_items, 0, 0) != 0) {
 280                                         InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 281                                         continue;
 282                                 }
 283                         }
 284                         return;
 285                 }
 286
 287                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 288         }
 289
 290         g_assert_not_reached ();
 291 }
 292
 293 static void
 294 start_io_thread_or_queue (MonoSocketAsyncResult *ares)
 295 {
 296         int busy, worker;
 297         MonoDomain *domain;
 298
 299         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_io_worker_threads, 0, -1);
 300         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&io_worker_threads, 0, -1);
 301         if (worker <= ++busy &&
 302             worker < mono_io_max_worker_threads) {
 303                 InterlockedIncrement (&busy_io_worker_threads);
 304                 InterlockedIncrement (&io_worker_threads);
 305                 domain = ((ares) ? ((MonoObject *) ares)->vtable->domain : mono_domain_get ());
 306                 mono_thread_create (domain, async_invoke_io_thread, ares);
 307         } else {
 308                 append_job (&io_queue_lock, &async_io_queue, ares);
 309                 ReleaseSemaphore (io_job_added, 1, NULL);
 310         }
 311 }
 312
 313 static GSList *
 314 process_io_event (GSList *list, int event)
 315 {
 316         MonoSocketAsyncResult *state;
 317         GSList *oldlist;
 318
 319         oldlist = list;
 320         state = NULL;
 321         while (list) {
 322                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 323                 if (get_event_from_state (state) == event)
 324                         break;
 325
 326                 list = list->next;
 327         }
 328
 329         if (list != NULL) {
 330                 oldlist = g_slist_remove_link (oldlist, list);
 331                 g_slist_free_1 (list);
 332 #ifdef EPOLL_DEBUG
 333                 g_print ("Dispatching event %d on socket %d\n", event, state->handle);
 334 #endif
 335                 InterlockedIncrement (&pending_io_items);
 336                 start_io_thread_or_queue (state);
 337         }
 338
 339         return oldlist;
 340 }
 341
 342 static int
 343 mark_bad_fds (mono_pollfd *pfds, int nfds)
 344 {
 345         int i, ret;
 346         mono_pollfd *pfd;
 347         int count = 0;
 348
 349         for (i = 0; i < nfds; i++) {
 350                 pfd = &pfds [i];
 351                 if (pfd->fd == -1)
 352                         continue;
 353
 354                 ret = mono_poll (pfds, 1, 0);
 355                 if (ret == -1 && errno == EBADF) {
 356                         pfd->revents |= MONO_POLLNVAL;
 357                         count++;
 358                 } else if (ret == 1) {
 359                         count++;
 360                 }
 361         }
 362
 363         return count;
 364 }
 365
 366 static void
 367 socket_io_poll_main (gpointer p)
 368 {
 369 #define INITIAL_POLLFD_SIZE     1024
 370 #define POLL_ERRORS (MONO_POLLERR | MONO_POLLHUP | MONO_POLLNVAL)
 371         SocketIOData *data = p;
 372         mono_pollfd *pfds;
 373         gint maxfd = 1;
 374         gint allocated;
 375         gint i;
 376         MonoThread *thread;
 377
 378         thread = mono_thread_current ();
 379         thread->threadpool_thread = TRUE;
 380         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 381
 382         allocated = INITIAL_POLLFD_SIZE;
 383         pfds = g_new0 (mono_pollfd, allocated);
 384         INIT_POLLFD (pfds, data->pipe [0], MONO_POLLIN);
 385         for (i = 1; i < allocated; i++)
 386                 INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 387
 388         while (1) {
 389                 int nsock = 0;
 390                 mono_pollfd *pfd;
 391                 char one [1];
 392                 GSList *list;
 393
 394                 do {
 395                         if (nsock == -1) {
 396                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 397                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 398                         }
 399
 400                         nsock = mono_poll (pfds, maxfd, -1);
 401                 } while (nsock == -1 && errno == EINTR);
 402
 403                 /*
 404                  * Apart from EINTR, we only check EBADF, for the rest:
 405                  *  EINVAL: mono_poll() 'protects' us from descriptor
 406                  *      numbers above the limit if using select() by marking
 407                  *      then as MONO_POLLERR.  If a system poll() is being
 408                  *      used, the number of descriptor we're passing will not
 409                  *      be over sysconf(_SC_OPEN_MAX), as the error would have
 410                  *      happened when opening.
 411                  *
 412                  *  EFAULT: we own the memory pointed by pfds.
 413                  *  ENOMEM: we're doomed anyway
 414                  *
 415                  */
 416
 417                 if (nsock == -1 && errno == EBADF) {
 418                         pfds->revents = 0; /* Just in case... */
 419                         nsock = mark_bad_fds (pfds, maxfd);
 420                 }
 421
 422                 if ((pfds->revents & POLL_ERRORS) != 0) {
 423                         /* We're supposed to die now, as the pipe has been closed */
 424                         g_free (pfds);
 425                         socket_io_cleanup (data);
 426                         return;
 427                 }
 428
 429                 /* Got a new socket */
 430                 if ((pfds->revents & MONO_POLLIN) != 0) {
 431                         int nread;
 432
 433                         for (i = 1; i < allocated; i++) {
 434                                 pfd = &pfds [i];
 435                                 if (pfd->fd == -1 || pfd->fd == data->newpfd->fd)
 436                                         break;
 437                         }
 438
 439                         if (i == allocated) {
 440                                 mono_pollfd *oldfd;
 441
 442                                 oldfd = pfds;
 443                                 i = allocated;
 444                                 allocated = allocated * 2;
 445                                 pfds = g_renew (mono_pollfd, oldfd, allocated);
 446                                 g_free (oldfd);
 447                                 for (; i < allocated; i++)
 448                                         INIT_POLLFD (&pfds [i], -1, 0);
 449                         }
 450 #ifndef PLATFORM_WIN32
 451                         nread = read (data->pipe [0], one, 1);
 452 #else
 453                         nread = recv ((SOCKET) data->pipe [0], one, 1, 0);
 454 #endif
 455                         if (nread <= 0) {
 456                                 g_free (pfds);
 457                                 return; /* we're closed */
 458                         }
 459
 460                         INIT_POLLFD (&pfds [i], data->newpfd->fd, data->newpfd->events);
 461                         ReleaseSemaphore (data->new_sem, 1, NULL);
 462                         if (i >= maxfd)
 463                                 maxfd = i + 1;
 464                         nsock--;
 465                 }
 466
 467                 if (nsock == 0)
 468                         continue;
 469
 470                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 471                 if (data->inited == 0) {
 472                         g_free (pfds);
 473                         return; /* cleanup called */
 474                 }
 475
 476                 for (i = 1; i < maxfd && nsock > 0; i++) {
 477                         pfd = &pfds [i];
 478                         if (pfd->fd == -1 || pfd->revents == 0)
 479                                 continue;
 480
 481                         nsock--;
 482                         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 483                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLIN | POLL_ERRORS)) != 0) {
 484                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 485                         }
 486
 487                         if (list != NULL && (pfd->revents & (MONO_POLLOUT | POLL_ERRORS)) != 0) {
 488                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 489                         }
 490
 491                         if (list != NULL) {
 492                                 g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd), list);
 493                                 pfd->events = get_events_from_list (list);
 494                         } else {
 495                                 g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (pfd->fd));
 496                                 pfd->fd = -1;
 497                                 if (i == maxfd - 1)
 498                                         maxfd--;
 499                         }
 500                 }
 501                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 502         }
 503 }
 504
 505 #ifdef HAVE_EPOLL
 506 #define EPOLL_ERRORS (EPOLLERR | EPOLLHUP)
 507 static void
 508 socket_io_epoll_main (gpointer p)
 509 {
 510         SocketIOData *data;
 511         int epollfd;
 512         MonoThread *thread;
 513         struct epoll_event *events, *evt;
 514         const int nevents = 512;
 515         int ready = 0, i;
 516
 517         data = p;
 518         epollfd = data->epollfd;
 519         thread = mono_thread_current ();
 520         thread->threadpool_thread = TRUE;
 521         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
 522         events = g_new0 (struct epoll_event, nevents);
 523
 524         while (1) {
 525                 do {
 526                         if (ready == -1) {
 527                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 528                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
 529                         }
 530 #ifdef EPOLL_DEBUG
 531                         g_print ("epoll_wait init\n");
 532 #endif
 533                         ready = epoll_wait (epollfd, events, nevents, -1);
 534 #ifdef EPOLL_DEBUG
 535                         {
 536                         int err = errno;
 537                         g_print ("epoll_wait end with %d ready sockets (%d %s).\n", ready, err, (err) ? g_strerror (err) : "");
 538                         errno = err;
 539                         }
 540 #endif
 541                 } while (ready == -1 && errno == EINTR);
 542
 543                 if (ready == -1) {
 544                         int err = errno;
 545                         g_free (events);
 546                         if (err != EBADF)
 547                                 g_warning ("epoll_wait: %d %s\n", err, g_strerror (err));
 548
 549                         close (epollfd);
 550                         return;
 551                 }
 552
 553                 EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 554                 if (data->inited == 0) {
 555 #ifdef EPOLL_DEBUG
 556                         g_print ("data->inited == 0\n");
 557 #endif
 558                         g_free (events);
 559                         close (epollfd);
 560                         return; /* cleanup called */
 561                 }
 562
 563                 for (i = 0; i < ready; i++) {
 564                         int fd;
 565                         GSList *list;
 566
 567                         evt = &events [i];
 568                         fd = evt->data.fd;
 569                         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 570 #ifdef EPOLL_DEBUG
 571                         g_print ("Event %d on %d list length: %d\n", evt->events, fd, g_slist_length (list));
 572 #endif
 573                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLIN | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 574                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 575                         }
 576
 577                         if (list != NULL && (evt->events & (EPOLLOUT | EPOLL_ERRORS)) != 0) {
 578                                 list = process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 579                         }
 580
 581                         if (list != NULL) {
 582                                 g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd), list);
 583                                 evt->events = get_events_from_list (list);
 584 #ifdef EPOLL_DEBUG
 585                                 g_print ("MOD %d to %d\n", fd, evt->events);
 586 #endif
 587                                 if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, evt)) {
 588                                         if (epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, evt) == -1) {
 589 #ifdef EPOLL_DEBUG
 590                                                 int err = errno;
 591                                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s fd: %d events: %d", err, g_strerror (err), fd, evt->events);
 592                                                 errno = err;
 593 #endif
 594                                         }
 595                                 }
 596                         } else {
 597                                 g_hash_table_remove (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 598 #ifdef EPOLL_DEBUG
 599                                 g_print ("DEL %d\n", fd);
 600 #endif
 601                                 epoll_ctl (epollfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, evt);
 602                         }
 603                 }
 604                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 605         }
 606 }
 607 #endif
 608
 609 /*
 610  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 611  * the socket from its internal list without notification.
 612  */
 613 void
 614 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 615 {
 616 #ifdef HAVE_EPOLL
 617         GSList *list, *next;
 618         MonoSocketAsyncResult *state;
 619
 620         if (socket_io_data.epoll_disabled == TRUE || socket_io_data.inited == FALSE)
 621                 return;
 622
 623         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 624         list = g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 625         if (list) {
 626                 g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 627         }
 628         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 629
 630         while (list) {
 631                 state = (MonoSocketAsyncResult *) list->data;
 632                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 633                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 634                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 635                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 636
 637                 next = g_slist_remove_link (list, list);
 638                 list = process_io_event (list, MONO_POLLIN);
 639                 if (list)
 640                         process_io_event (list, MONO_POLLOUT);
 641
 642                 list = next;
 643         }
 644 #endif
 645 }
 646
 647 #ifdef PLATFORM_WIN32
 648 static void
 649 connect_hack (gpointer x)
 650 {
 651         struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *) x;
 652         int count = 0;
 653
 654         while (connect ((SOCKET) socket_io_data.pipe [1], (SOCKADDR *) addr, sizeof (struct sockaddr_in))) {
 655                 Sleep (500);
 656                 if (++count > 3) {
 657                         g_warning ("Error initializing async. sockets %d.\n", WSAGetLastError ());
 658                         g_assert (WSAGetLastError ());
 659                 }
 660         }
 661 }
 662 #endif
 663
 664 static void
 665 socket_io_init (SocketIOData *data)
 666 {
 667 #ifdef PLATFORM_WIN32
 668         struct sockaddr_in server;
 669         struct sockaddr_in client;
 670         SOCKET srv;
 671         int len;
 672 #endif
 673         int inited;
 674
 675         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 676         if (inited == 1)
 677                 return;
 678
 679         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 680         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, -1, -1);
 681         if (inited == 1) {
 682                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 683                 return;
 684         }
 685
 686 #ifdef HAVE_EPOLL
 687         data->epoll_disabled = (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL);
 688         if (FALSE == data->epoll_disabled) {
 689                 data->epollfd = epoll_create (256);
 690                 data->epoll_disabled = (data->epollfd == -1);
 691                 if (data->epoll_disabled && g_getenv ("MONO_DEBUG"))
 692                         g_message ("epoll_create() failed. Using plain poll().");
 693         } else {
 694                 data->epollfd = -1;
 695         }
 696 #else
 697         data->epoll_disabled = TRUE;
 698 #endif
 699
 700 #ifndef PLATFORM_WIN32
 701         if (data->epoll_disabled) {
 702                 if (pipe (data->pipe) != 0) {
 703                         int err = errno;
 704                         perror ("mono");
 705                         g_assert (err);
 706                 }
 707         } else {
 708                 data->pipe [0] = -1;
 709                 data->pipe [1] = -1;
 710         }
 711 #else
 712         srv = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 713         g_assert (srv != INVALID_SOCKET);
 714         data->pipe [1] = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 715         g_assert (data->pipe [1] != INVALID_SOCKET);
 716
 717         server.sin_family = AF_INET;
 718         server.sin_addr.s_addr = inet_addr ("127.0.0.1");
 719         server.sin_port = 0;
 720         if (bind (srv, (SOCKADDR *) &server, sizeof (server))) {
 721                 g_print ("%d\n", WSAGetLastError ());
 722                 g_assert (1 != 0);
 723         }
 724
 725         len = sizeof (server);
 726         getsockname (srv, (SOCKADDR *) &server, &len);
 727         listen (srv, 1);
 728         mono_thread_create (mono_get_root_domain (), connect_hack, &server);
 729         len = sizeof (server);
 730         data->pipe [0] = accept (srv, (SOCKADDR *) &client, &len);
 731         g_assert (data->pipe [0] != INVALID_SOCKET);
 732         closesocket (srv);
 733 #endif
 734         mono_io_max_worker_threads = mono_max_worker_threads / 2;
 735         if (mono_io_max_worker_threads < 10)
 736                 mono_io_max_worker_threads = 10;
 737
 738         data->sock_to_state = g_hash_table_new (g_direct_hash, g_direct_equal);
 739
 740         if (data->epoll_disabled)
 741                 data->new_sem = CreateSemaphore (NULL, 1, 1, NULL);
 742         io_job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
 743         InitializeCriticalSection (&io_queue_lock);
 744         if (data->epoll_disabled) {
 745                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), socket_io_poll_main, data);
 746         }
 747 #ifdef HAVE_EPOLL
 748         else {
 749                 mono_thread_create (mono_get_root_domain (), socket_io_epoll_main, data);
 750         }
 751 #endif
 752         InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 753         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 754 }
 755
 756 static void
 757 socket_io_add_poll (MonoSocketAsyncResult *state)
 758 {
 759         int events;
 760         char msg [1];
 761         GSList *list;
 762         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 763
 764         WaitForSingleObject (data->new_sem, INFINITE);
 765         if (data->newpfd == NULL)
 766                 data->newpfd = g_new0 (mono_pollfd, 1);
 767
 768         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 769         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle));
 770         if (list == NULL) {
 771                 list = g_slist_alloc ();
 772                 list->data = state;
 773         } else {
 774                 list = g_slist_append (list, state);
 775         }
 776
 777         events = get_events_from_list (list);
 778         INIT_POLLFD (data->newpfd, GPOINTER_TO_INT (state->handle), events);
 779         g_hash_table_replace (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (state->handle), list);
 780         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 781         *msg = (char) state->operation;
 782 #ifndef PLATFORM_WIN32
 783         write (data->pipe [1], msg, 1);
 784 #else
 785         send ((SOCKET) data->pipe [1], msg, 1, 0);
 786 #endif
 787 }
 788
 789 #ifdef HAVE_EPOLL
 790 static gboolean
 791 socket_io_add_epoll (MonoSocketAsyncResult *state)
 792 {
 793         GSList *list;
 794         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 795         struct epoll_event event;
 796         int epoll_op, ievt;
 797         int fd;
 798
 799         memset (&event, 0, sizeof (struct epoll_event));
 800         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 801         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 802         list = g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 803         if (list == NULL) {
 804                 list = g_slist_alloc ();
 805                 list->data = state;
 806                 epoll_op = EPOLL_CTL_ADD;
 807         } else {
 808                 list = g_slist_append (list, state);
 809                 epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 810         }
 811
 812         ievt = get_events_from_list (list);
 813         if ((ievt & MONO_POLLIN) != 0)
 814                 event.events |= EPOLLIN;
 815         if ((ievt & MONO_POLLOUT) != 0)
 816                 event.events |= EPOLLOUT;
 817
 818         g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 819         event.data.fd = fd;
 820 #ifdef EPOLL_DEBUG
 821         g_print ("%s %d with %d\n", epoll_op == EPOLL_CTL_ADD ? "ADD" : "MOD", fd, event.events);
 822 #endif
 823         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 824                 int err = errno;
 825                 if (epoll_op == EPOLL_CTL_ADD && err == EEXIST) {
 826                         epoll_op = EPOLL_CTL_MOD;
 827                         if (epoll_ctl (data->epollfd, epoll_op, fd, &event) == -1) {
 828                                 g_message ("epoll_ctl(MOD): %d %s\n", err, g_strerror (err));
 829                         }
 830                 }
 831         }
 832
 833         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 834         return TRUE;
 835 }
 836 #endif
 837
 838 static void
 839 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 840 {
 841         socket_io_init (&socket_io_data);
 842         state->ares = ares;
 843 #ifdef HAVE_EPOLL
 844         if (socket_io_data.epoll_disabled == FALSE) {
 845                 if (socket_io_add_epoll (state))
 846                         return;
 847         }
 848 #endif
 849         socket_io_add_poll (state);
 850 }
 851
 852 static gboolean
 853 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 854 {
 855         gint op;
 856         MonoSocketAsyncResult *sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 857         MonoClass *klass;
 858
 859         if (target == NULL || state == NULL)
 860                 return FALSE;
 861
 862         if (socket_async_call_klass == NULL) {
 863                 klass = target->vtable->klass;
 864                 /* Check if it's SocketAsyncCall in System
 865                  * FIXME: check the assembly is signed correctly for extra care
 866                  */
 867                 if (klass->name [0] == 'S' && strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall") == 0
 868                                 && strcmp (mono_image_get_name (klass->image), "System") == 0
 869                                 && klass->nested_in && strcmp (klass->nested_in->name, "Socket") == 0)
 870                         socket_async_call_klass = klass;
 871         }
 872
 873         /* return both when socket_async_call_klass has not been seen yet and when
 874          * the object is not an instance of the class.
 875          */
 876         if (target->vtable->klass != socket_async_call_klass)
 877                 return FALSE;
 878
 879         op = sock_res->operation;
 880         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 881                 return FALSE;
 882
 883         return TRUE;
 884 }
 885
 886 static void
 887 mono_async_invoke (MonoAsyncResult *ares)
 888 {
 889         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->data;
 890
 891         ac->msg->exc = NULL;
 892         ac->res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg,
 893                                        &ac->msg->exc, &ac->out_args);
 894
 895         ares->completed = 1;
 896
 897         /* call async callback if cb_method != null*/
 898         if (ac->cb_method) {
 899                 MonoObject *exc = NULL;
 900                 void *pa = &ares;
 901                 mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &exc);
 902                 if (!ac->msg->exc)
 903                         ac->msg->exc = exc;
 904         }
 905
 906         /* notify listeners */
 907         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 908         if (ares->handle != NULL) {
 909                 ac->wait_event = ((MonoWaitHandle *) ares->handle)->handle;
 910                 SetEvent (ac->wait_event);
 911         }
 912         mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 913
 914         EnterCriticalSection (&ares_lock);
 915         mono_g_hash_table_remove (ares_htable, ares);
 916         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
 917 }
 918
 919 void
 920 mono_thread_pool_init ()
 921 {
 922         SYSTEM_INFO info;
 923         int threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
 924
 925         if ((int) InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0) == 1)
 926                 return;
 927
 928         MONO_GC_REGISTER_ROOT (ares_htable);
 929         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 930         InitializeCriticalSection (&ares_lock);
 931         ares_htable = mono_g_hash_table_new (NULL, NULL);
 932         job_added = CreateSemaphore (NULL, 0, 0x7fffffff, NULL);
 933         GetSystemInfo (&info);
 934         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
 935                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
 936                 if (threads_per_cpu <= 0)
 937                         threads_per_cpu = THREADS_PER_CPU;
 938         }
 939
 940         mono_max_worker_threads = 20 + threads_per_cpu * info.dwNumberOfProcessors;
 941 }
 942
 943 MonoAsyncResult *
 944 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
 945                       MonoObject *state)
 946 {
 947         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 948         MonoAsyncResult *ares;
 949         ASyncCall *ac;
 950
 951 #ifdef HAVE_BOEHM_GC
 952         ac = GC_MALLOC (sizeof (ASyncCall));
 953 #else
 954         /* We'll leak the event if creaated... */
 955         ac = g_new0 (ASyncCall, 1);
 956 #endif
 957         ac->wait_event = NULL;
 958         ac->msg = msg;
 959         ac->state = state;
 960
 961         if (async_callback) {
 962                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
 963                 ac->cb_target = async_callback;
 964         }
 965
 966         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, ac);
 967         ares->async_delegate = target;
 968
 969         EnterCriticalSection (&ares_lock);
 970         mono_g_hash_table_insert (ares_htable, ares, ares);
 971         LeaveCriticalSection (&ares_lock);
 972
 973         if (socket_io_filter (target, state)) {
 974                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
 975                 return ares;
 976         }
 977
 978         start_thread_or_queue (ares);
 979         return ares;
 980 }
 981
 982 static void
 983 start_thread_or_queue (MonoAsyncResult *ares)
 984 {
 985         int busy, worker;
 986         MonoDomain *domain;
 987
 988         busy = (int) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
 989         worker = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
 990         if (worker <= ++busy &&
 991             worker < mono_max_worker_threads) {
 992                 InterlockedIncrement (&mono_worker_threads);
 993                 InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
 994                 domain = ((MonoObject *) ares)->vtable->domain;
 995                 mono_thread_create (domain, async_invoke_thread, ares);
 996         } else {
 997                 append_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue, ares);
 998                 ReleaseSemaphore (job_added, 1, NULL);
 999         }
1000 }
1001
1002 MonoObject *
1003 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
1004 {
1005         ASyncCall *ac;
1006
1007         *exc = NULL;
1008         *out_args = NULL;
1009
1010         /* check if already finished */
1011         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
1012
1013         if (ares->endinvoke_called) {
1014                 *exc = (MonoObject *)mono_exception_from_name (mono_defaults.corlib, "System",
1015                                               "InvalidOperationException");
1016                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1017                 return NULL;
1018         }
1019
1020         ares->endinvoke_called = 1;
1021         ac = (ASyncCall *)ares->data;
1022
1023         g_assert (ac != NULL);
1024
1025         /* wait until we are really finished */
1026         if (!ares->completed) {
1027                 if (ares->handle == NULL) {
1028                         ac->wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
1029                         ares->handle = (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), ac->wait_event);
1030                 }
1031                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1032                 WaitForSingleObjectEx (ac->wait_event, INFINITE, TRUE);
1033         } else {
1034                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
1035         }
1036
1037         *exc = ac->msg->exc;
1038         *out_args = ac->out_args;
1039
1040         return ac->res;
1041 }
1042
1043 void
1044 mono_thread_pool_cleanup (void)
1045 {
1046         gint release;
1047
1048         EnterCriticalSection (&mono_delegate_section);
1049         g_list_free (async_call_queue);
1050         async_call_queue = NULL;
1051         release = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1052         LeaveCriticalSection (&mono_delegate_section);
1053         if (job_added)
1054                 ReleaseSemaphore (job_added, release, NULL);
1055
1056         socket_io_cleanup (&socket_io_data);
1057 }
1058
1059 static void
1060 append_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist, gpointer ar)
1061 {
1062         GList *tmp, *list;
1063
1064         EnterCriticalSection (cs);
1065         list = *plist;
1066         if (list == NULL) {
1067                 list = g_list_append (list, ar);
1068         } else {
1069                 for (tmp = list; tmp && tmp->data != NULL; tmp = tmp->next);
1070                 if (tmp == NULL) {
1071                         list = g_list_append (list, ar);
1072                 } else {
1073                         tmp->data = ar;
1074                 }
1075         }
1076         *plist = list;
1077         LeaveCriticalSection (cs);
1078 }
1079
1080 static gpointer
1081 dequeue_job (CRITICAL_SECTION *cs, GList **plist)
1082 {
1083         gpointer ar = NULL;
1084         GList *tmp, *tmp2, *list;
1085
1086         EnterCriticalSection (cs);
1087         list = *plist;
1088         tmp = list;
1089         if (tmp) {
1090                 ar = tmp->data;
1091                 tmp->data = NULL;
1092                 tmp2 = tmp;
1093                 for (tmp2 = tmp; tmp2->next != NULL; tmp2 = tmp2->next);
1094                 if (tmp2 != tmp) {
1095                         list = tmp->next;
1096                         tmp->next = NULL;
1097                         tmp2->next = tmp;
1098                         tmp->prev = tmp2;
1099                 }
1100         }
1101         *plist = list;
1102         LeaveCriticalSection (cs);
1103
1104         return ar;
1105 }
1106
1107 static void
1108 async_invoke_thread (gpointer data)
1109 {
1110         MonoDomain *domain;
1111         MonoThread *thread;
1112         int workers, min;
1113
1114         thread = mono_thread_current ();
1115         thread->threadpool_thread = TRUE;
1116         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1117
1118         for (;;) {
1119                 MonoAsyncResult *ar;
1120
1121                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1122                 if (ar) {
1123                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1124                          * so we need to set the right domain here */
1125                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1126                         if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1127                                 ASyncCall *ac;
1128
1129                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1130                                 mono_async_invoke (ar);
1131                                 ac = (ASyncCall *) ar->data;
1132                                 if (ac->msg->exc != NULL)
1133                                         mono_unhandled_exception (ac->msg->exc);
1134                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1135                         }
1136                         InterlockedDecrement (&busy_worker_threads);
1137                 }
1138
1139                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1140
1141                 if (!data) {
1142                         guint32 wr;
1143                         int timeout = 10000;
1144                         guint32 start_time = GetTickCount ();
1145
1146                         do {
1147                                 wr = WaitForSingleObjectEx (job_added, (guint32)timeout, TRUE);
1148                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1149                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1150
1151                                 timeout -= GetTickCount () - start_time;
1152
1153                                 if (wr != WAIT_TIMEOUT)
1154                                         data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1155                         }
1156                         while (!data && timeout > 0);
1157                 }
1158
1159                 if (!data) {
1160                         workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1161                         min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1162
1163                         while (!data && workers <= min) {
1164                                 WaitForSingleObjectEx (job_added, INFINITE, TRUE);
1165                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1166                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1167
1168                                 data = dequeue_job (&mono_delegate_section, &async_call_queue);
1169                                 workers = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_worker_threads, 0, -1);
1170                                 min = (int) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1171                         }
1172                 }
1173
1174                 if (!data) {
1175                         InterlockedDecrement (&mono_worker_threads);
1176                         return;
1177                 }
1178
1179                 InterlockedIncrement (&busy_worker_threads);
1180         }
1181
1182         g_assert_not_reached ();
1183 }
1184
1185 void
1186 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1187 {
1188         gint busy;
1189
1190         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1191
1192         busy = (gint) InterlockedCompareExchange (&busy_worker_threads, 0, -1);
1193         *workerThreads = mono_max_worker_threads - busy;
1194         *completionPortThreads = 0;
1195 }
1196
1197 void
1198 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1199 {
1200         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1201
1202         *workerThreads = mono_max_worker_threads;
1203         *completionPortThreads = 0;
1204 }
1205
1206 void
1207 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1208 {
1209         gint workers;
1210
1211         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1212
1213         workers = (gint) InterlockedCompareExchange (&mono_min_worker_threads, 0, -1);
1214         *workerThreads = workers;
1215         *completionPortThreads = 0;
1216 }
1217
1218 MonoBoolean
1219 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1220 {
1221         MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1222
1223         if (workerThreads < 0 || workerThreads > mono_max_worker_threads)
1224                 return FALSE;
1225         InterlockedExchange (&mono_min_worker_threads, workerThreads);
1226         /* FIXME: should actually start the idle threads if needed */
1227         return TRUE;
1228 }
1229