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  */
  11
  12 #include <config.h>
  13 #include <glib.h>
  14
  15 #include <mono/metadata/profiler-private.h>
  16 #include <mono/metadata/threads.h>
  17 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  18 #include <mono/metadata/threadpool-internals.h>
  19 #include <mono/metadata/exception.h>
  20 #include <mono/metadata/mono-mlist.h>
  21 #include <mono/metadata/mono-perfcounters.h>
  22 #include <mono/metadata/socket-io.h>
  23 #include <mono/metadata/mono-cq.h>
  24 #include <mono/metadata/mono-wsq.h>
  25 #include <mono/io-layer/io-layer.h>
  26 #include <mono/utils/mono-time.h>
  27 #include <mono/utils/mono-proclib.h>
  28 #include <mono/utils/mono-semaphore.h>
  29 #include <errno.h>
  30 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  31 #include <sys/time.h>
  32 #endif
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <fcntl.h>
  35 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  36 #include <unistd.h>
  37 #endif
  38 #include <string.h>
  39 #ifdef HAVE_SYS_SOCKET_H
  40 #include <sys/socket.h>
  41 #endif
  42 #include <mono/utils/mono-poll.h>
  43 #ifdef HAVE_EPOLL
  44 #include <sys/epoll.h>
  45 #endif
  46 #ifdef HAVE_KQUEUE
  47 #include <sys/event.h>
  48 #endif
  49
  50
  51 #ifndef DISABLE_SOCKETS
  52 #include "mono/io-layer/socket-wrappers.h"
  53 #endif
  54
  55 #include "threadpool.h"
  56
  57 #define THREAD_WANTS_A_BREAK(t) ((t->state & (ThreadState_StopRequested | \
  58                                                 ThreadState_SuspendRequested)) != 0)
  59
  60 #define SPIN_TRYLOCK(i) (InterlockedCompareExchange (&(i), 1, 0) == 0)
  61 #define SPIN_LOCK(i) do { \
  62                                 if (SPIN_TRYLOCK (i)) \
  63                                         break; \
  64                         } while (1)
  65
  66 #define SPIN_UNLOCK(i) i = 0
  67 #define SMALL_STACK (128 * (sizeof (gpointer) / 4) * 1024)
  68
  69 /* DEBUG: prints tp data every 2s */
  70 #undef DEBUG
  71
  72 /* mono_thread_pool_init called */
  73 static volatile int tp_inited;
  74
  75 enum {
  76         POLL_BACKEND,
  77         EPOLL_BACKEND,
  78         KQUEUE_BACKEND
  79 };
  80
  81 typedef struct {
  82         CRITICAL_SECTION io_lock; /* access to sock_to_state */
  83         int inited; // 0 -> not initialized , 1->initializing, 2->initialized, 3->cleaned up
  84         MonoGHashTable *sock_to_state;
  85
  86         gint event_system;
  87         gpointer event_data;
  88         void (*modify) (gpointer event_data, int fd, int operation, int events, gboolean is_new);
  89         void (*wait) (gpointer sock_data);
  90         void (*shutdown) (gpointer event_data);
  91 } SocketIOData;
  92
  93 static SocketIOData socket_io_data;
  94
  95 /* Keep in sync with the System.MonoAsyncCall class which provides GC tracking */
  96 typedef struct {
  97         MonoObject         object;
  98         MonoMethodMessage *msg;
  99         MonoMethod        *cb_method;
 100         MonoDelegate      *cb_target;
 101         MonoObject        *state;
 102         MonoObject        *res;
 103         MonoArray         *out_args;
 104 } ASyncCall;
 105
 106 typedef struct {
 107         MonoSemType lock;
 108         MonoCQ *queue; /* GC root */
 109         MonoSemType new_job;
 110         volatile gint waiting; /* threads waiting for a work item */
 111
 112         /**/
 113         volatile gint pool_status; /* 0 -> not initialized, 1 -> initialized, 2 -> cleaning up */
 114         /* min, max, n and busy -> Interlocked */
 115         volatile gint min_threads;
 116         volatile gint max_threads;
 117         volatile gint nthreads;
 118         volatile gint busy_threads;
 119
 120         void (*async_invoke) (gpointer data);
 121         void *pc_nitems; /* Performance counter for total number of items in added */
 122         void *pc_nthreads; /* Performance counter for total number of active threads */
 123         /**/
 124         volatile gint destroy_thread;
 125         volatile gint ignore_times; /* Used when there's a thread being created or destroyed */
 126         volatile gint sp_lock; /* spin lock used to protect ignore_times */
 127         volatile gint64 last_check;
 128         volatile gint64 time_sum;
 129         volatile gint n_sum;
 130         gint64 averages [2];
 131         gboolean is_io;
 132 } ThreadPool;
 133
 134 static ThreadPool async_tp;
 135 static ThreadPool async_io_tp;
 136
 137 static void async_invoke_thread (gpointer data);
 138 static MonoObject *mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares);
 139 static void threadpool_free_queue (ThreadPool *tp);
 140 static void threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar);
 141 static void threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs);
 142 static void threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer));
 143 static void threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp);
 144 static void threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp);
 145 static gboolean threadpool_start_thread (ThreadPool *tp);
 146 static void monitor_thread (gpointer data);
 147 static void socket_io_cleanup (SocketIOData *data);
 148 static MonoObject *get_io_event (MonoMList **list, gint event);
 149 static int get_events_from_list (MonoMList *list);
 150 static int get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state);
 151
 152 static MonoClass *async_call_klass;
 153 static MonoClass *socket_async_call_klass;
 154 static MonoClass *process_async_call_klass;
 155
 156 static GPtrArray *wsqs;
 157 CRITICAL_SECTION wsqs_lock;
 158
 159 /* Hooks */
 160 static MonoThreadPoolFunc tp_start_func;
 161 static MonoThreadPoolFunc tp_finish_func;
 162 static gpointer tp_hooks_user_data;
 163 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_begin_func;
 164 static MonoThreadPoolItemFunc tp_item_end_func;
 165 static gpointer tp_item_user_data;
 166
 167 enum {
 168         AIO_OP_FIRST,
 169         AIO_OP_ACCEPT = 0,
 170         AIO_OP_CONNECT,
 171         AIO_OP_RECEIVE,
 172         AIO_OP_RECEIVEFROM,
 173         AIO_OP_SEND,
 174         AIO_OP_SENDTO,
 175         AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK,
 176         AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK,
 177         AIO_OP_READPIPE,
 178         AIO_OP_CONSOLE2,
 179         AIO_OP_DISCONNECT,
 180         AIO_OP_ACCEPTRECEIVE,
 181         AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS,
 182         AIO_OP_SEND_BUFFERS,
 183         AIO_OP_LAST
 184 };
 185
 186 #include <mono/metadata/tpool-poll.c>
 187 #ifdef HAVE_EPOLL
 188 #include <mono/metadata/tpool-epoll.c>
 189 #elif defined(HAVE_KQUEUE)
 190 #include <mono/metadata/tpool-kqueue.c>
 191 #endif
 192 /*
 193  * Functions to check whenever a class is given system class. We need to cache things in MonoDomain since some of the
 194  * assemblies can be unloaded.
 195  */
 196
 197 static gboolean
 198 is_system_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 199 {
 200         if (domain->system_image == NULL)
 201                 domain->system_image = mono_image_loaded ("System");
 202
 203         return klass->image == domain->system_image;
 204 }
 205
 206 static gboolean
 207 is_corlib_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 208 {
 209         return klass->image == mono_defaults.corlib;
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Note that we call it is_socket_type() where 'socket' refers to the image
 214  * that contains the System.Net.Sockets.Socket type.
 215  * For moonlight there is a System.Net.Sockets.Socket class in both System.dll and System.Net.dll.
 216 */
 217 static gboolean
 218 is_socket_type (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 219 {
 220         static const char *version = NULL;
 221         static gboolean moonlight;
 222
 223         if (is_system_type (domain, klass))
 224                 return TRUE;
 225
 226         /* If moonlight, check if the type is in System.Net.dll too */
 227         if (version == NULL) {
 228                 version = mono_get_runtime_info ()->framework_version;
 229                 moonlight = !strcmp (version, "2.1");
 230         }
 231
 232         if (!moonlight)
 233                 return FALSE;
 234
 235         if (domain->system_net_dll == NULL)
 236                 domain->system_net_dll = mono_image_loaded ("System.Net");
 237
 238         return klass->image == domain->system_net_dll;
 239 }
 240
 241 #define check_type_cached(domain, ASSEMBLY, _class, _namespace, _name, loc) do { \
 242         if (*loc) \
 243                 return *loc == _class; \
 244         if (is_##ASSEMBLY##_type (domain, _class) && !strcmp (_name, _class->name) && !strcmp (_namespace, _class->name_space)) { \
 245                 *loc = _class; \
 246                 return TRUE; \
 247         } \
 248         return FALSE; \
 249 } while (0) \
 250
 251 #define check_corlib_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, corlib, _class, _namespace, _name, loc)
 252
 253 #define check_socket_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, socket, _class, _namespace, _name, loc)
 254
 255 #define check_system_type_cached(domain, _class, _namespace, _name, loc) check_type_cached (domain, system, _class, _namespace, _name, loc)
 256
 257 static gboolean
 258 is_corlib_asyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 259 {
 260         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System.Runtime.Remoting.Messaging", "AsyncResult", &domain->corlib_asyncresult_class);
 261 }
 262
 263 static gboolean
 264 is_socket (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 265 {
 266         check_socket_type_cached (domain, klass, "System.Net.Sockets", "Socket", &domain->socket_class);
 267 }
 268
 269 static gboolean
 270 is_socketasyncresult (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 271 {
 272         return (klass->nested_in &&
 273                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 274                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncResult"));
 275 }
 276
 277 static gboolean
 278 is_socketasynccall (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 279 {
 280         return (klass->nested_in &&
 281                         is_socket (domain, klass->nested_in) &&
 282                         !strcmp (klass->name, "SocketAsyncCall"));
 283 }
 284
 285 static gboolean
 286 is_appdomainunloaded_exception (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 287 {
 288         check_corlib_type_cached (domain, klass, "System", "AppDomainUnloadedException", &domain->ad_unloaded_ex_class);
 289 }
 290
 291 static gboolean
 292 is_sd_process (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 293 {
 294         check_system_type_cached (domain, klass, "System.Diagnostics", "Process", &domain->process_class);
 295 }
 296
 297 static gboolean
 298 is_sdp_asyncreadhandler (MonoDomain *domain, MonoClass *klass)
 299 {
 300
 301         return (klass->nested_in &&
 302                         is_sd_process (domain, klass->nested_in) &&
 303                 !strcmp (klass->name, "AsyncReadHandler"));
 304 }
 305
 306
 307 #ifdef DISABLE_SOCKETS
 308
 309 #define socket_io_cleanup(x)
 310
 311 static int
 312 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 313 {
 314         g_assert_not_reached ();
 315         return -1;
 316 }
 317
 318 static int
 319 get_events_from_list (MonoMList *list)
 320 {
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 #else
 325
 326 static void
 327 socket_io_cleanup (SocketIOData *data)
 328 {
 329         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 330         if (data->inited != 2) {
 331                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 332                 return;
 333         }
 334         data->inited = 3;
 335         data->shutdown (data->event_data);
 336         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 337 }
 338
 339 static int
 340 get_event_from_state (MonoSocketAsyncResult *state)
 341 {
 342         switch (state->operation) {
 343         case AIO_OP_ACCEPT:
 344         case AIO_OP_RECEIVE:
 345         case AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK:
 346         case AIO_OP_RECEIVEFROM:
 347         case AIO_OP_READPIPE:
 348         case AIO_OP_ACCEPTRECEIVE:
 349         case AIO_OP_RECEIVE_BUFFERS:
 350                 return MONO_POLLIN;
 351         case AIO_OP_SEND:
 352         case AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK:
 353         case AIO_OP_SENDTO:
 354         case AIO_OP_CONNECT:
 355         case AIO_OP_SEND_BUFFERS:
 356         case AIO_OP_DISCONNECT:
 357                 return MONO_POLLOUT;
 358         default: /* Should never happen */
 359                 g_message ("get_event_from_state: unknown value in switch!!!");
 360                 return 0;
 361         }
 362 }
 363
 364 static int
 365 get_events_from_list (MonoMList *list)
 366 {
 367         MonoSocketAsyncResult *state;
 368         int events = 0;
 369
 370         while (list && (state = (MonoSocketAsyncResult *)mono_mlist_get_data (list))) {
 371                 events |= get_event_from_state (state);
 372                 list = mono_mlist_next (list);
 373         }
 374
 375         return events;
 376 }
 377
 378 #define ICALL_RECV(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Receive_internal (\
 379                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 380                                  x->socket_flags, &x->error);
 381
 382 #define ICALL_SEND(x)   ves_icall_System_Net_Sockets_Socket_Send_internal (\
 383                                 (SOCKET)(gssize)x->handle, x->buffer, x->offset, x->size,\
 384                                  x->socket_flags, &x->error);
 385
 386 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 387
 388 static void
 389 threadpool_jobs_inc (MonoObject *obj)
 390 {
 391         if (obj)
 392                 InterlockedIncrement (&obj->vtable->domain->threadpool_jobs);
 393 }
 394
 395 static gboolean
 396 threadpool_jobs_dec (MonoObject *obj)
 397 {
 398         MonoDomain *domain = obj->vtable->domain;
 399         int remaining_jobs = InterlockedDecrement (&domain->threadpool_jobs);
 400         if (remaining_jobs == 0 && domain->cleanup_semaphore) {
 401                 ReleaseSemaphore (domain->cleanup_semaphore, 1, NULL);
 402                 return TRUE;
 403         }
 404         return FALSE;
 405 }
 406
 407 static MonoObject *
 408 get_io_event (MonoMList **list, gint event)
 409 {
 410         MonoObject *state;
 411         MonoMList *current;
 412         MonoMList *prev;
 413
 414         current = *list;
 415         prev = NULL;
 416         state = NULL;
 417         while (current) {
 418                 state = mono_mlist_get_data (current);
 419                 if (get_event_from_state ((MonoSocketAsyncResult *) state) == event)
 420                         break;
 421
 422                 state = NULL;
 423                 prev = current;
 424                 current = mono_mlist_next (current);
 425         }
 426
 427         if (current) {
 428                 if (prev) {
 429                         mono_mlist_set_next (prev, mono_mlist_next (current));
 430                 } else {
 431                         *list = mono_mlist_next (*list);
 432                 }
 433         }
 434
 435         return state;
 436 }
 437
 438 /*
 439  * select/poll wake up when a socket is closed, but epoll just removes
 440  * the socket from its internal list without notification.
 441  */
 442 void
 443 mono_thread_pool_remove_socket (int sock)
 444 {
 445         MonoMList *list;
 446         MonoSocketAsyncResult *state;
 447         MonoObject *ares;
 448
 449         if (socket_io_data.inited == 0)
 450                 return;
 451
 452         EnterCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 453         if (socket_io_data.sock_to_state == NULL) {
 454                 LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 455                 return;
 456         }
 457         list = mono_g_hash_table_lookup (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 458         if (list)
 459                 mono_g_hash_table_remove (socket_io_data.sock_to_state, GINT_TO_POINTER (sock));
 460         LeaveCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 461
 462         while (list) {
 463                 state = (MonoSocketAsyncResult *) mono_mlist_get_data (list);
 464                 if (state->operation == AIO_OP_RECEIVE)
 465                         state->operation = AIO_OP_RECV_JUST_CALLBACK;
 466                 else if (state->operation == AIO_OP_SEND)
 467                         state->operation = AIO_OP_SEND_JUST_CALLBACK;
 468
 469                 ares = get_io_event (&list, MONO_POLLIN);
 470                 threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 471                 if (list) {
 472                         ares = get_io_event (&list, MONO_POLLOUT);
 473                         threadpool_append_job (&async_io_tp, ares);
 474                 }
 475         }
 476 }
 477
 478 static void
 479 init_event_system (SocketIOData *data)
 480 {
 481 #ifdef HAVE_EPOLL
 482         if (data->event_system == EPOLL_BACKEND)
 483                 data->event_data = tp_epoll_init (data);
 484 #elif defined(HAVE_KQUEUE)
 485         if (data->event_system == KQUEUE_BACKEND)
 486                 data->event_data = tp_kqueue_init (data);
 487 #endif
 488         if (data->event_system == POLL_BACKEND)
 489                 data->event_data = tp_poll_init (data);
 490 }
 491
 492 static void
 493 socket_io_init (SocketIOData *data)
 494 {
 495         int inited;
 496
 497         if (data->inited >= 2) // 2 -> initialized, 3-> cleaned up
 498                 return;
 499
 500         inited = InterlockedCompareExchange (&data->inited, 1, 0);
 501         if (inited >= 1) {
 502                 while (TRUE) {
 503                         if (data->inited >= 2)
 504                                 return;
 505                         SleepEx (1, FALSE);
 506                 }
 507         }
 508
 509         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 510         data->sock_to_state = mono_g_hash_table_new_type (g_direct_hash, g_direct_equal, MONO_HASH_VALUE_GC);
 511 #ifdef HAVE_EPOLL
 512         data->event_system = EPOLL_BACKEND;
 513 #elif defined(HAVE_KQUEUE)
 514         data->event_system = KQUEUE_BACKEND;
 515 #else
 516         data->event_system = POLL_BACKEND;
 517 #endif
 518         if (g_getenv ("MONO_DISABLE_AIO") != NULL)
 519                 data->event_system = POLL_BACKEND;
 520
 521         init_event_system (data);
 522         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), data->wait, data, TRUE, SMALL_STACK);
 523         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 524         data->inited = 2;
 525         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_io_tp, TRUE, SMALL_STACK);
 526 }
 527
 528 static void
 529 socket_io_add (MonoAsyncResult *ares, MonoSocketAsyncResult *state)
 530 {
 531         MonoMList *list;
 532         SocketIOData *data = &socket_io_data;
 533         int fd;
 534         gboolean is_new;
 535         int ievt;
 536
 537         socket_io_init (&socket_io_data);
 538         if (mono_runtime_is_shutting_down () || data->inited == 3 || data->sock_to_state == NULL)
 539                 return;
 540         if (async_tp.pool_status == 2)
 541                 return;
 542
 543         MONO_OBJECT_SETREF (state, ares, ares);
 544
 545         fd = GPOINTER_TO_INT (state->handle);
 546         EnterCriticalSection (&data->io_lock);
 547         if (data->sock_to_state == NULL) {
 548                 LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 549                 return;
 550         }
 551         list = mono_g_hash_table_lookup (data->sock_to_state, GINT_TO_POINTER (fd));
 552         if (list == NULL) {
 553                 list = mono_mlist_alloc ((MonoObject*)state);
 554                 is_new = TRUE;
 555         } else {
 556                 list = mono_mlist_append (list, (MonoObject*)state);
 557                 is_new = FALSE;
 558         }
 559
 560         mono_g_hash_table_replace (data->sock_to_state, state->handle, list);
 561         ievt = get_events_from_list (list);
 562         LeaveCriticalSection (&data->io_lock);
 563         data->modify (data->event_data, fd, state->operation, ievt, is_new);
 564 }
 565
 566 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 567 static gboolean
 568 socket_io_filter (MonoObject *target, MonoObject *state)
 569 {
 570         gint op;
 571         MonoSocketAsyncResult *sock_res;
 572         MonoClass *klass;
 573         MonoDomain *domain;
 574
 575         if (target == NULL || state == NULL)
 576                 return FALSE;
 577
 578         domain = target->vtable->domain;
 579         klass = target->vtable->klass;
 580         if (socket_async_call_klass == NULL && is_socketasynccall (domain, klass))
 581                 socket_async_call_klass = klass;
 582
 583         if (process_async_call_klass == NULL && is_sdp_asyncreadhandler (domain, klass))
 584                 process_async_call_klass = klass;
 585
 586         if (klass != socket_async_call_klass && klass != process_async_call_klass)
 587                 return FALSE;
 588
 589         sock_res = (MonoSocketAsyncResult *) state;
 590         op = sock_res->operation;
 591         if (op < AIO_OP_FIRST || op >= AIO_OP_LAST)
 592                 return FALSE;
 593
 594         return TRUE;
 595 }
 596 #endif /* !DISABLE_SOCKETS */
 597
 598 /* Returns the exception thrown when invoking, if any */
 599 static MonoObject *
 600 mono_async_invoke (ThreadPool *tp, MonoAsyncResult *ares)
 601 {
 602         ASyncCall *ac = (ASyncCall *)ares->object_data;
 603         MonoObject *res, *exc = NULL;
 604         MonoArray *out_args = NULL;
 605         HANDLE wait_event = NULL;
 606
 607         if (ares->execution_context) {
 608                 /* use captured ExecutionContext (if available) */
 609                 MONO_OBJECT_SETREF (ares, original_context, mono_thread_get_execution_context ());
 610                 mono_thread_set_execution_context (ares->execution_context);
 611         } else {
 612                 ares->original_context = NULL;
 613         }
 614
 615         if (ac == NULL) {
 616                 /* Fast path from ThreadPool.*QueueUserWorkItem */
 617                 void *pa = ares->async_state;
 618                 mono_runtime_delegate_invoke (ares->async_delegate, &pa, &exc);
 619         } else {
 620                 MonoObject *cb_exc = NULL;
 621
 622                 ac->msg->exc = NULL;
 623                 res = mono_message_invoke (ares->async_delegate, ac->msg, &exc, &out_args);
 624                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, res, res);
 625                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg->exc, exc);
 626                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, out_args, out_args);
 627
 628                 mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 629                 ares->completed = 1;
 630                 if (ares->handle != NULL)
 631                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 632                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 633                 /* notify listeners */
 634                 if (wait_event != NULL)
 635                         SetEvent (wait_event);
 636
 637                 /* call async callback if cb_method != null*/
 638                 if (ac != NULL && ac->cb_method) {
 639                         void *pa = &ares;
 640                         cb_exc = NULL;
 641                         mono_runtime_invoke (ac->cb_method, ac->cb_target, pa, &cb_exc);
 642                         MONO_OBJECT_SETREF (ac->msg, exc, cb_exc);
 643                         exc = cb_exc;
 644                 } else {
 645                         exc = NULL;
 646                 }
 647         }
 648
 649         /* restore original thread execution context if flow isn't suppressed, i.e. non null */
 650         if (ares->original_context) {
 651                 mono_thread_set_execution_context (ares->original_context);
 652                 ares->original_context = NULL;
 653         }
 654         return exc;
 655 }
 656
 657 static void
 658 threadpool_start_idle_threads (ThreadPool *tp)
 659 {
 660         int n;
 661         guint32 stack_size;
 662
 663         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
 664         do {
 665                 while (1) {
 666                         n = tp->nthreads;
 667                         if (n >= tp->min_threads)
 668                                 return;
 669                         if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n)
 670                                 break;
 671                 }
 672                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
 673                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
 674                 SleepEx (100, TRUE);
 675         } while (1);
 676 }
 677
 678 static void
 679 threadpool_init (ThreadPool *tp, int min_threads, int max_threads, void (*async_invoke) (gpointer))
 680 {
 681         memset (tp, 0, sizeof (ThreadPool));
 682         tp->min_threads = min_threads;
 683         tp->max_threads = max_threads;
 684         tp->async_invoke = async_invoke;
 685         tp->queue = mono_cq_create ();
 686         MONO_SEM_INIT (&tp->new_job, 0);
 687 }
 688
 689 static void *
 690 init_perf_counter (const char *category, const char *counter)
 691 {
 692         MonoString *category_str;
 693         MonoString *counter_str;
 694         MonoString *machine;
 695         MonoDomain *root;
 696         MonoBoolean custom;
 697         int type;
 698
 699         if (category == NULL || counter == NULL)
 700                 return NULL;
 701         root = mono_get_root_domain ();
 702         category_str = mono_string_new (root, category);
 703         counter_str = mono_string_new (root, counter);
 704         machine = mono_string_new (root, ".");
 705         return mono_perfcounter_get_impl (category_str, counter_str, NULL, machine, &type, &custom);
 706 }
 707
 708 #ifdef DEBUG
 709 static void
 710 print_pool_info (ThreadPool *tp)
 711 {
 712
 713 //      if (tp->tail - tp->head == 0)
 714 //              return;
 715
 716         g_print ("Pool status? %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 0, 0));
 717         g_print ("Min. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->min_threads, 0, 0));
 718         g_print ("Max. threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, 0));
 719         g_print ("nthreads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, 0, 0));
 720         g_print ("busy threads: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->busy_threads, 0, 0));
 721         g_print ("Waiting: %d\n", InterlockedCompareExchange (&tp->waiting, 0, 0));
 722         g_print ("Queued: %d\n", (tp->tail - tp->head));
 723         if (tp == &async_tp) {
 724                 int i;
 725                 EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 726                 for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
 727                         g_print ("\tWSQ %d: %d\n", i, mono_wsq_count (g_ptr_array_index (wsqs, i)));
 728                 }
 729                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 730         } else {
 731                 g_print ("\tSockets: %d\n", mono_g_hash_table_size (socket_io_data.sock_to_state));
 732         }
 733         g_print ("-------------\n");
 734 }
 735
 736 static void
 737 signal_handler (int signo)
 738 {
 739         ThreadPool *tp;
 740
 741         tp = &async_tp;
 742         g_print ("\n-----Non-IO-----\n");
 743         print_pool_info (tp);
 744         tp = &async_io_tp;
 745         g_print ("\n-----IO-----\n");
 746         print_pool_info (tp);
 747         alarm (2);
 748 }
 749 #endif
 750
 751 static void
 752 monitor_thread (gpointer data)
 753 {
 754         ThreadPool *tp;
 755         MonoInternalThread *thread;
 756         guint32 ms;
 757         gboolean need_one;
 758         int i;
 759
 760         tp = data;
 761         thread = mono_thread_internal_current ();
 762         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), "Threadpool monitor"));
 763         while (1) {
 764                 ms = 500;
 765                 do {
 766                         guint32 ts;
 767                         ts = mono_msec_ticks ();
 768                         if (SleepEx (ms, TRUE) == 0)
 769                                 break;
 770                         ms -= (mono_msec_ticks () - ts);
 771                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 772                                 break;
 773                         if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
 774                                 mono_thread_interruption_checkpoint ();
 775                 } while (ms > 0);
 776
 777                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
 778                         break;
 779                 if (tp->waiting > 0)
 780                         continue;
 781                 need_one = (mono_cq_count (tp->queue) > 0);
 782                 if (!need_one) {
 783                         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 784                         for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
 785                                 MonoWSQ *wsq;
 786                                 wsq = g_ptr_array_index (wsqs, i);
 787                                 if (mono_wsq_count (wsq) > 0) {
 788                                         need_one = TRUE;
 789                                         break;
 790                                 }
 791                         }
 792                         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 793                 }
 794                 if (need_one)
 795                         threadpool_start_thread (tp);
 796         }
 797 }
 798
 799 void
 800 mono_thread_pool_init ()
 801 {
 802         gint threads_per_cpu = 1;
 803         gint thread_count;
 804         gint cpu_count = mono_cpu_count ();
 805         int result;
 806
 807         if (tp_inited == 2)
 808                 return;
 809
 810         result = InterlockedCompareExchange (&tp_inited, 1, 0);
 811         if (result == 1) {
 812                 while (1) {
 813                         SleepEx (1, FALSE);
 814                         if (tp_inited == 2)
 815                                 return;
 816                 }
 817         }
 818
 819         MONO_GC_REGISTER_ROOT_FIXED (socket_io_data.sock_to_state);
 820         InitializeCriticalSection (&socket_io_data.io_lock);
 821         if (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU") != NULL) {
 822                 threads_per_cpu = atoi (g_getenv ("MONO_THREADS_PER_CPU"));
 823                 if (threads_per_cpu < 1)
 824                         threads_per_cpu = 1;
 825         }
 826
 827         thread_count = MIN (cpu_count * threads_per_cpu, 100 * cpu_count);
 828         threadpool_init (&async_tp, thread_count, MAX (100 * cpu_count, thread_count), async_invoke_thread);
 829         threadpool_init (&async_io_tp, cpu_count * 2, cpu_count * 4, async_invoke_thread);
 830         async_io_tp.is_io = TRUE;
 831
 832         async_call_klass = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System", "MonoAsyncCall");
 833         g_assert (async_call_klass);
 834
 835         InitializeCriticalSection (&wsqs_lock);
 836         wsqs = g_ptr_array_sized_new (MAX (100 * cpu_count, thread_count));
 837         mono_wsq_init ();
 838
 839         async_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "Work Items Added");
 840         g_assert (async_tp.pc_nitems);
 841
 842         async_io_tp.pc_nitems = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "IO Work Items Added");
 843         g_assert (async_io_tp.pc_nitems);
 844
 845         async_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of Threads");
 846         g_assert (async_tp.pc_nthreads);
 847
 848         async_io_tp.pc_nthreads = init_perf_counter ("Mono Threadpool", "# of IO Threads");
 849         g_assert (async_io_tp.pc_nthreads);
 850         tp_inited = 2;
 851 #ifdef DEBUG
 852         signal (SIGALRM, signal_handler);
 853         alarm (2);
 854 #endif
 855 }
 856
 857 static MonoAsyncResult *
 858 create_simple_asyncresult (MonoObject *target, MonoObject *state)
 859 {
 860         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 861         MonoAsyncResult *ares;
 862
 863         /* Don't call mono_async_result_new() to avoid capturing the context */
 864         ares = (MonoAsyncResult *) mono_object_new (domain, mono_defaults.asyncresult_class);
 865         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 866         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_state, state);
 867         return ares;
 868 }
 869
 870 void
 871 icall_append_io_job (MonoObject *target, MonoSocketAsyncResult *state)
 872 {
 873         MonoAsyncResult *ares;
 874
 875         ares = create_simple_asyncresult (target, (MonoObject *) state);
 876         socket_io_add (ares, state);
 877 }
 878
 879 MonoAsyncResult *
 880 mono_thread_pool_add (MonoObject *target, MonoMethodMessage *msg, MonoDelegate *async_callback,
 881                       MonoObject *state)
 882 {
 883         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
 884         MonoAsyncResult *ares;
 885         ASyncCall *ac;
 886
 887         ac = (ASyncCall*)mono_object_new (domain, async_call_klass);
 888         MONO_OBJECT_SETREF (ac, msg, msg);
 889         MONO_OBJECT_SETREF (ac, state, state);
 890
 891         if (async_callback) {
 892                 ac->cb_method = mono_get_delegate_invoke (((MonoObject *)async_callback)->vtable->klass);
 893                 MONO_OBJECT_SETREF (ac, cb_target, async_callback);
 894         }
 895
 896         ares = mono_async_result_new (domain, NULL, ac->state, NULL, (MonoObject*)ac);
 897         MONO_OBJECT_SETREF (ares, async_delegate, target);
 898
 899 #ifndef DISABLE_SOCKETS
 900         if (socket_io_filter (target, state)) {
 901                 socket_io_add (ares, (MonoSocketAsyncResult *) state);
 902                 return ares;
 903         }
 904 #endif
 905         threadpool_append_job (&async_tp, (MonoObject *) ares);
 906         return ares;
 907 }
 908
 909 MonoObject *
 910 mono_thread_pool_finish (MonoAsyncResult *ares, MonoArray **out_args, MonoObject **exc)
 911 {
 912         ASyncCall *ac;
 913         HANDLE wait_event;
 914
 915         *exc = NULL;
 916         *out_args = NULL;
 917
 918         /* check if already finished */
 919         mono_monitor_enter ((MonoObject *) ares);
 920
 921         if (ares->endinvoke_called) {
 922                 *exc = (MonoObject *) mono_get_exception_invalid_operation (NULL);
 923                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 924                 return NULL;
 925         }
 926
 927         ares->endinvoke_called = 1;
 928         /* wait until we are really finished */
 929         if (!ares->completed) {
 930                 if (ares->handle == NULL) {
 931                         wait_event = CreateEvent (NULL, TRUE, FALSE, NULL);
 932                         g_assert(wait_event != 0);
 933                         MONO_OBJECT_SETREF (ares, handle, (MonoObject *) mono_wait_handle_new (mono_object_domain (ares), wait_event));
 934                 } else {
 935                         wait_event = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) ares->handle);
 936                 }
 937                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 938                 WaitForSingleObjectEx (wait_event, INFINITE, TRUE);
 939         } else {
 940                 mono_monitor_exit ((MonoObject *) ares);
 941         }
 942
 943         ac = (ASyncCall *) ares->object_data;
 944         g_assert (ac != NULL);
 945         *exc = ac->msg->exc; /* FIXME: GC add write barrier */
 946         *out_args = ac->out_args;
 947
 948         return ac->res;
 949 }
 950
 951 static void
 952 threadpool_kill_idle_threads (ThreadPool *tp)
 953 {
 954         gint n;
 955
 956         n = (gint) InterlockedCompareExchange (&tp->max_threads, 0, -1);
 957         while (n) {
 958                 n--;
 959                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
 960         }
 961 }
 962
 963 void
 964 mono_thread_pool_cleanup (void)
 965 {
 966         if (!(async_tp.pool_status == 0 || async_tp.pool_status == 2)) {
 967                 if (!(async_tp.pool_status == 1 && InterlockedCompareExchange (&async_tp.pool_status, 2, 1) == 2)) {
 968                         InterlockedExchange (&async_io_tp.pool_status, 2);
 969                         threadpool_free_queue (&async_tp);
 970                         threadpool_kill_idle_threads (&async_tp);
 971
 972                         socket_io_cleanup (&socket_io_data); /* Empty when DISABLE_SOCKETS is defined */
 973                         threadpool_free_queue (&async_io_tp);
 974                         threadpool_kill_idle_threads (&async_io_tp);
 975                         MONO_SEM_DESTROY (&async_io_tp.new_job);
 976                 }
 977         }
 978
 979         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
 980         mono_wsq_cleanup ();
 981         if (wsqs)
 982                 g_ptr_array_free (wsqs, TRUE);
 983         wsqs = NULL;
 984         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
 985         MONO_SEM_DESTROY (&async_tp.new_job);
 986 }
 987
 988 static gboolean
 989 threadpool_start_thread (ThreadPool *tp)
 990 {
 991         gint n;
 992         guint32 stack_size;
 993
 994         stack_size = (!tp->is_io) ? 0 : SMALL_STACK;
 995         while (!mono_runtime_is_shutting_down () && (n = tp->nthreads) < tp->max_threads) {
 996                 if (InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, n + 1, n) == n) {
 997                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, 1);
 998                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), tp->async_invoke, tp, TRUE, stack_size);
 999                         return TRUE;
1000                 }
1001         }
1002
1003         return FALSE;
1004 }
1005
1006 static void
1007 pulse_on_new_job (ThreadPool *tp)
1008 {
1009         if (tp->waiting)
1010                 MONO_SEM_POST (&tp->new_job);
1011 }
1012
1013 void
1014 icall_append_job (MonoObject *ar)
1015 {
1016         threadpool_append_job (&async_tp, ar);
1017 }
1018
1019 static void
1020 threadpool_append_job (ThreadPool *tp, MonoObject *ar)
1021 {
1022         threadpool_append_jobs (tp, &ar, 1);
1023 }
1024
1025 static void
1026 threadpool_append_jobs (ThreadPool *tp, MonoObject **jobs, gint njobs)
1027 {
1028         static int job_counter;
1029         MonoObject *ar;
1030         gint i;
1031
1032         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1033                 return;
1034
1035         if (tp->pool_status == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->pool_status, 1, 0) == 0) {
1036                 if (!tp->is_io)
1037                         mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), monitor_thread, tp, TRUE, SMALL_STACK);
1038                 /* Create on demand up to min_threads to avoid startup penalty for apps that don't use
1039                  * the threadpool that much
1040                 * mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, tp, TRUE, SMALL_STACK);
1041                 */
1042         }
1043
1044         for (i = 0; i < njobs; i++) {
1045                 ar = jobs [i];
1046                 if (ar == NULL || mono_domain_is_unloading (ar->vtable->domain))
1047                         continue; /* Might happen when cleaning domain jobs */
1048                 if (!tp->is_io && (InterlockedIncrement (&job_counter) % 10) == 0) {
1049                         MonoAsyncResult *o = (MonoAsyncResult *) ar;
1050                         o->add_time = mono_100ns_ticks ();
1051                 }
1052                 threadpool_jobs_inc (ar);
1053                 mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nitems, TRUE, 1);
1054                 if (!tp->is_io && mono_wsq_local_push (ar))
1055                         continue;
1056
1057                 mono_cq_enqueue (tp->queue, ar);
1058         }
1059
1060         for (i = 0; i < MIN(njobs, tp->max_threads); i++)
1061                 pulse_on_new_job (tp);
1062 }
1063
1064 static void
1065 threadpool_clear_queue (ThreadPool *tp, MonoDomain *domain)
1066 {
1067         MonoObject *obj;
1068         MonoMList *other;
1069         int domain_count;
1070
1071         other = NULL;
1072         domain_count = 0;
1073         while (mono_cq_dequeue (tp->queue, &obj)) {
1074                 if (obj != NULL && obj->vtable->domain == domain) {
1075                         domain_count++;
1076                         threadpool_jobs_dec (obj);
1077                 } else if (obj != NULL) {
1078                         other = mono_mlist_prepend (other, obj);
1079                 }
1080         }
1081
1082         while (other) {
1083                 threadpool_append_job (tp, (MonoObject *) mono_mlist_get_data (other));
1084                 other = mono_mlist_next (other);
1085         }
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Clean up the threadpool of all domain jobs.
1090  * Can only be called as part of the domain unloading process as
1091  * it will wait for all jobs to be visible to the interruption code.
1092  */
1093 gboolean
1094 mono_thread_pool_remove_domain_jobs (MonoDomain *domain, int timeout)
1095 {
1096         HANDLE sem_handle;
1097         int result = TRUE;
1098         guint32 start_time = 0;
1099
1100         g_assert (domain->state == MONO_APPDOMAIN_UNLOADING);
1101
1102         threadpool_clear_queue (&async_tp, domain);
1103         threadpool_clear_queue (&async_io_tp, domain);
1104
1105         /*
1106          * There might be some threads out that could be about to execute stuff from the given domain.
1107          * We avoid that by setting up a semaphore to be pulsed by the thread that reaches zero.
1108          */
1109         sem_handle = CreateSemaphore (NULL, 0, 1, NULL);
1110
1111         domain->cleanup_semaphore = sem_handle;
1112         /*
1113          * The memory barrier here is required to have global ordering between assigning to cleanup_semaphone
1114          * and reading threadpool_jobs.
1115          * Otherwise this thread could read a stale version of threadpool_jobs and wait forever.
1116          */
1117         mono_memory_write_barrier ();
1118
1119         if (domain->threadpool_jobs && timeout != -1)
1120                 start_time = mono_msec_ticks ();
1121         while (domain->threadpool_jobs) {
1122                 WaitForSingleObject (sem_handle, timeout);
1123                 if (timeout != -1 && (mono_msec_ticks () - start_time) > timeout) {
1124                         result = FALSE;
1125                         break;
1126                 }
1127         }
1128
1129         domain->cleanup_semaphore = NULL;
1130         CloseHandle (sem_handle);
1131         return result;
1132 }
1133
1134 static void
1135 threadpool_free_queue (ThreadPool *tp)
1136 {
1137         mono_cq_destroy (tp->queue);
1138         tp->queue = NULL;
1139 }
1140
1141 gboolean
1142 mono_thread_pool_is_queue_array (MonoArray *o)
1143 {
1144         // gpointer obj = o;
1145
1146         // FIXME: need some fix in sgen code.
1147         return FALSE;
1148 }
1149
1150 static MonoWSQ *
1151 add_wsq (void)
1152 {
1153         int i;
1154         MonoWSQ *wsq;
1155
1156         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1157         wsq = mono_wsq_create ();
1158         if (wsqs == NULL) {
1159                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1160                 return NULL;
1161         }
1162         for (i = 0; i < wsqs->len; i++) {
1163                 if (g_ptr_array_index (wsqs, i) == NULL) {
1164                         wsqs->pdata [i] = wsq;
1165                         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1166                         return wsq;
1167                 }
1168         }
1169         g_ptr_array_add (wsqs, wsq);
1170         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1171         return wsq;
1172 }
1173
1174 static void
1175 remove_wsq (MonoWSQ *wsq)
1176 {
1177         gpointer data;
1178
1179         if (wsq == NULL)
1180                 return;
1181
1182         EnterCriticalSection (&wsqs_lock);
1183         if (wsqs == NULL) {
1184                 LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1185                 return;
1186         }
1187         g_ptr_array_remove_fast (wsqs, wsq);
1188         data = NULL;
1189         /*
1190          * Only clean this up when shutting down, any other case will error out
1191          * if we're removing a queue that still has work items.
1192          */
1193         if (mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1194                 while (mono_wsq_local_pop (&data)) {
1195                         threadpool_jobs_dec (data);
1196                         data = NULL;
1197                 }
1198         }
1199         mono_wsq_destroy (wsq);
1200         LeaveCriticalSection (&wsqs_lock);
1201 }
1202
1203 static void
1204 try_steal (gpointer *data, gboolean retry)
1205 {
1206         int i;
1207         int ms;
1208
1209         if (wsqs == NULL || data == NULL || *data != NULL)
1210                 return;
1211
1212         ms = 0;
1213         do {
1214                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1215                         return;
1216                 for (i = 0; wsqs != NULL && i < wsqs->len; i++) {
1217                         if (mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1218                                 return;
1219                         }
1220                         mono_wsq_try_steal (wsqs->pdata [i], data, ms);
1221                         if (*data != NULL) {
1222                                 return;
1223                         }
1224                 }
1225                 ms += 10;
1226         } while (retry && ms < 11);
1227 }
1228
1229 static gboolean
1230 dequeue_or_steal (ThreadPool *tp, gpointer *data)
1231 {
1232         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1233                 return FALSE;
1234         mono_cq_dequeue (tp->queue, (MonoObject **) data);
1235         if (!tp->is_io && !*data)
1236                 try_steal (data, FALSE);
1237         return (*data != NULL);
1238 }
1239
1240 static void
1241 process_idle_times (ThreadPool *tp, gint64 t)
1242 {
1243         gint64 ticks;
1244         gint64 avg;
1245         gboolean compute_avg;
1246         gint new_threads;
1247         gint64 per1;
1248
1249         if (tp->ignore_times || t <= 0)
1250                 return;
1251
1252         compute_avg = FALSE;
1253         ticks = mono_100ns_ticks ();
1254         t = ticks - t;
1255         SPIN_LOCK (tp->sp_lock);
1256         if (tp->ignore_times) {
1257                 SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1258                 return;
1259         }
1260         tp->time_sum += t;
1261         tp->n_sum++;
1262         if (tp->last_check == 0)
1263                 tp->last_check = ticks;
1264         else if (tp->last_check > 0 && (ticks - tp->last_check) > 5000000) {
1265                 tp->ignore_times = 1;
1266                 compute_avg = TRUE;
1267         }
1268         SPIN_UNLOCK (tp->sp_lock);
1269
1270         if (!compute_avg)
1271                 return;
1272
1273         //printf ("Items: %d Time elapsed: %.3fs\n", tp->n_sum, (ticks - tp->last_check) / 10000.0);
1274         tp->last_check = ticks;
1275         new_threads = 0;
1276         avg = tp->time_sum / tp->n_sum;
1277         if (tp->averages [1] == 0) {
1278                 tp->averages [1] = avg;
1279         } else {
1280                 per1 = ((100 * (ABS (avg - tp->averages [1]))) / tp->averages [1]);
1281                 if (per1 > 5) {
1282                         if (avg > tp->averages [1]) {
1283                                 if (tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1284                                         new_threads = -1;
1285                                 } else {
1286                                         new_threads = 1;
1287                                 }
1288                         } else if (avg < tp->averages [1] && tp->averages [1] < tp->averages [0]) {
1289                                 new_threads = 1;
1290                         }
1291                 } else {
1292                         int min, n;
1293                         min = tp->min_threads;
1294                         n = tp->nthreads;
1295                         if ((n - min) < min && tp->busy_threads == n)
1296                                 new_threads = 1;
1297                 }
1298                 /*
1299                 if (new_threads != 0) {
1300                         printf ("n: %d per1: %lld avg=%lld avg1=%lld avg0=%lld\n", new_threads, per1, avg, tp->averages [1], tp->averages [0]);
1301                 }
1302                 */
1303         }
1304
1305         tp->time_sum = 0;
1306         tp->n_sum = 0;
1307
1308         tp->averages [0] = tp->averages [1];
1309         tp->averages [1] = avg;
1310         tp->ignore_times = 0;
1311
1312         if (new_threads == -1) {
1313                 if (tp->destroy_thread == 0 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0) == 0)
1314                         pulse_on_new_job (tp);
1315         }
1316 }
1317
1318 static gboolean
1319 should_i_die (ThreadPool *tp)
1320 {
1321         gboolean result = FALSE;
1322         if (tp->destroy_thread == 1 && InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 0, 1) == 1)
1323                 result = (tp->nthreads > tp->min_threads);
1324         return result;
1325 }
1326
1327 static void
1328 async_invoke_thread (gpointer data)
1329 {
1330         MonoDomain *domain;
1331         MonoInternalThread *thread;
1332         MonoWSQ *wsq;
1333         ThreadPool *tp;
1334         gboolean must_die;
1335         const gchar *name;
1336
1337         tp = data;
1338         wsq = NULL;
1339         if (!tp->is_io)
1340                 wsq = add_wsq ();
1341
1342         thread = mono_thread_internal_current ();
1343
1344         mono_profiler_thread_start (thread->tid);
1345         name = (tp->is_io) ? "IO Threadpool worker" : "Threadpool worker";
1346         ves_icall_System_Threading_Thread_SetName_internal (thread, mono_string_new (mono_domain_get (), name));
1347
1348         if (tp_start_func)
1349                 tp_start_func (tp_hooks_user_data);
1350
1351         data = NULL;
1352         for (;;) {
1353                 MonoAsyncResult *ar;
1354                 MonoClass *klass;
1355                 gboolean is_io_task;
1356                 gboolean is_socket;
1357                 int n_naps = 0;
1358
1359                 is_io_task = FALSE;
1360                 ar = (MonoAsyncResult *) data;
1361                 if (ar) {
1362                         InterlockedIncrement (&tp->busy_threads);
1363                         domain = ((MonoObject *)ar)->vtable->domain;
1364 #ifndef DISABLE_SOCKETS
1365                         klass = ((MonoObject *) data)->vtable->klass;
1366                         is_io_task = !is_corlib_asyncresult (domain, klass);
1367                         is_socket = FALSE;
1368                         if (is_io_task) {
1369                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1370                                 is_socket = is_socketasyncresult (domain, klass);
1371                                 ar = state->ares;
1372                                 switch (state->operation) {
1373                                 case AIO_OP_RECEIVE:
1374                                         state->total = ICALL_RECV (state);
1375                                         break;
1376                                 case AIO_OP_SEND:
1377                                         state->total = ICALL_SEND (state);
1378                                         break;
1379                                 }
1380                         }
1381 #endif
1382                         /* worker threads invokes methods in different domains,
1383                          * so we need to set the right domain here */
1384                         g_assert (domain);
1385
1386                         if (mono_domain_is_unloading (domain) || mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1387                                 threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar);
1388                                 data = NULL;
1389                                 ar = NULL;
1390                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1391                         } else {
1392                                 mono_thread_push_appdomain_ref (domain);
1393                                 if (threadpool_jobs_dec ((MonoObject *)ar)) {
1394                                         data = NULL;
1395                                         ar = NULL;
1396                                         mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1397                                         InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1398                                         continue;
1399                                 }
1400
1401                                 if (mono_domain_set (domain, FALSE)) {
1402                                         MonoObject *exc;
1403
1404                                         if (tp_item_begin_func)
1405                                                 tp_item_begin_func (tp_item_user_data);
1406
1407                                         if (!is_io_task && ar->add_time > 0)
1408                                                 process_idle_times (tp, ar->add_time);
1409                                         exc = mono_async_invoke (tp, ar);
1410                                         if (tp_item_end_func)
1411                                                 tp_item_end_func (tp_item_user_data);
1412                                         if (exc && mono_runtime_unhandled_exception_policy_get () == MONO_UNHANDLED_POLICY_CURRENT) {
1413                                                 gboolean unloaded;
1414                                                 MonoClass *klass;
1415
1416                                                 klass = exc->vtable->klass;
1417                                                 unloaded = is_appdomainunloaded_exception (exc->vtable->domain, klass);
1418                                                 if (!unloaded && klass != mono_defaults.threadabortexception_class) {
1419                                                         mono_unhandled_exception (exc);
1420                                                         exit (255);
1421                                                 }
1422                                                 if (klass == mono_defaults.threadabortexception_class)
1423                                                         mono_thread_internal_reset_abort (thread);
1424                                         }
1425                                         if (is_socket && tp->is_io) {
1426                                                 MonoSocketAsyncResult *state = (MonoSocketAsyncResult *) data;
1427
1428                                                 if (state->completed && state->callback) {
1429                                                         MonoAsyncResult *cb_ares;
1430                                                         cb_ares = create_simple_asyncresult ((MonoObject *) state->callback,
1431                                                                                                 (MonoObject *) state);
1432                                                         icall_append_job ((MonoObject *) cb_ares);
1433                                                 }
1434                                         }
1435                                         mono_domain_set (mono_get_root_domain (), TRUE);
1436                                 }
1437                                 mono_thread_pop_appdomain_ref ();
1438                                 InterlockedDecrement (&tp->busy_threads);
1439                                 /* If the callee changes the background status, set it back to TRUE */
1440                                 mono_thread_clr_state (thread , ~ThreadState_Background);
1441                                 if (!mono_thread_test_state (thread , ThreadState_Background))
1442                                         ves_icall_System_Threading_Thread_SetState (thread, ThreadState_Background);
1443                         }
1444                 }
1445
1446                 ar = NULL;
1447                 data = NULL;
1448                 must_die = should_i_die (tp);
1449                 if (!must_die && (tp->is_io || !mono_wsq_local_pop (&data)))
1450                         dequeue_or_steal (tp, &data);
1451
1452                 n_naps = 0;
1453                 while (!must_die && !data && n_naps < 4) {
1454                         gboolean res;
1455
1456                         InterlockedIncrement (&tp->waiting);
1457 #if defined(__OpenBSD__)
1458                         while ((res = mono_sem_wait (&tp->new_job, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1459 #else
1460                         while ((res = mono_sem_timedwait (&tp->new_job, 2000, TRUE)) == -1) {// && errno == EINTR) {
1461 #endif
1462                                 if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1463                                         break;
1464                                 if (THREAD_WANTS_A_BREAK (thread))
1465                                         mono_thread_interruption_checkpoint ();
1466                         }
1467                         InterlockedDecrement (&tp->waiting);
1468                         if (mono_runtime_is_shutting_down ())
1469                                 break;
1470                         must_die = should_i_die (tp);
1471                         dequeue_or_steal (tp, &data);
1472                         n_naps++;
1473                 }
1474
1475                 if (!data && !tp->is_io && !mono_runtime_is_shutting_down ()) {
1476                         mono_wsq_local_pop (&data);
1477                         if (data && must_die) {
1478                                 InterlockedCompareExchange (&tp->destroy_thread, 1, 0);
1479                                 pulse_on_new_job (tp);
1480                         }
1481                 }
1482
1483                 if (!data) {
1484                         gint nt;
1485                         gboolean down;
1486                         while (1) {
1487                                 nt = tp->nthreads;
1488                                 down = mono_runtime_is_shutting_down ();
1489                                 if (!down && nt <= tp->min_threads)
1490                                         break;
1491                                 if (down || InterlockedCompareExchange (&tp->nthreads, nt - 1, nt) == nt) {
1492                                         mono_perfcounter_update_value (tp->pc_nthreads, TRUE, -1);
1493                                         if (!tp->is_io) {
1494                                                 remove_wsq (wsq);
1495                                         }
1496
1497                                         mono_profiler_thread_end (thread->tid);
1498
1499                                         if (tp_finish_func)
1500                                                 tp_finish_func (tp_hooks_user_data);
1501                                         return;
1502                                 }
1503                         }
1504                 }
1505         }
1506
1507         g_assert_not_reached ();
1508 }
1509
1510 void
1511 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetAvailableThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1512 {
1513         *workerThreads = async_tp.max_threads - async_tp.busy_threads;
1514         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads - async_io_tp.busy_threads;
1515 }
1516
1517 void
1518 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMaxThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1519 {
1520         *workerThreads = async_tp.max_threads;
1521         *completionPortThreads = async_io_tp.max_threads;
1522 }
1523
1524 void
1525 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_GetMinThreads (gint *workerThreads, gint *completionPortThreads)
1526 {
1527         *workerThreads = async_tp.min_threads;
1528         *completionPortThreads = async_io_tp.min_threads;
1529 }
1530
1531 MonoBoolean
1532 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMinThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1533 {
1534         gint max_threads;
1535         gint max_io_threads;
1536
1537         max_threads = async_tp.max_threads;
1538         if (workerThreads <= 0 || workerThreads > max_threads)
1539                 return FALSE;
1540
1541         max_io_threads = async_io_tp.max_threads;
1542         if (completionPortThreads <= 0 || completionPortThreads > max_io_threads)
1543                 return FALSE;
1544
1545         InterlockedExchange (&async_tp.min_threads, workerThreads);
1546         InterlockedExchange (&async_io_tp.min_threads, completionPortThreads);
1547         if (workerThreads > async_tp.nthreads)
1548                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1549         if (completionPortThreads > async_io_tp.nthreads)
1550                 mono_thread_create_internal (mono_get_root_domain (), threadpool_start_idle_threads, &async_io_tp, TRUE, SMALL_STACK);
1551         return TRUE;
1552 }
1553
1554 MonoBoolean
1555 ves_icall_System_Threading_ThreadPool_SetMaxThreads (gint workerThreads, gint completionPortThreads)
1556 {
1557         gint min_threads;
1558         gint min_io_threads;
1559         gint cpu_count;
1560
1561         cpu_count = mono_cpu_count ();
1562         min_threads = async_tp.min_threads;
1563         if (workerThreads < min_threads || workerThreads < cpu_count)
1564                 return FALSE;
1565
1566         /* We don't really have the concept of completion ports. Do we care here? */
1567         min_io_threads = async_io_tp.min_threads;
1568         if (completionPortThreads < min_io_threads || completionPortThreads < cpu_count)
1569                 return FALSE;
1570
1571         InterlockedExchange (&async_tp.max_threads, workerThreads);
1572         InterlockedExchange (&async_io_tp.max_threads, completionPortThreads);
1573         return TRUE;
1574 }
1575
1576 /**
1577  * mono_install_threadpool_thread_hooks
1578  * @start_func: the function to be called right after a new threadpool thread is created. Can be NULL.
1579  * @finish_func: the function to be called right before a thredpool thread is exiting. Can be NULL.
1580  * @user_data: argument passed to @start_func and @finish_func.
1581  *
1582  * @start_fun will be called right after a threadpool thread is created and @finish_func right before a threadpool thread exits.
1583  * The calls will be made from the thread itself.
1584  */
1585 void
1586 mono_install_threadpool_thread_hooks (MonoThreadPoolFunc start_func, MonoThreadPoolFunc finish_func, gpointer user_data)
1587 {
1588         tp_start_func = start_func;
1589         tp_finish_func = finish_func;
1590         tp_hooks_user_data = user_data;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * mono_install_threadpool_item_hooks
1595  * @begin_func: the function to be called before a threadpool work item processing starts.
1596  * @end_func: the function to be called after a threadpool work item is finished.
1597  * @user_data: argument passed to @begin_func and @end_func.
1598  *
1599  * The calls will be made from the thread itself and from the same AppDomain
1600  * where the work item was executed.
1601  *
1602  */
1603 void
1604 mono_install_threadpool_item_hooks (MonoThreadPoolItemFunc begin_func, MonoThreadPoolItemFunc end_func, gpointer user_data)
1605 {
1606         tp_item_begin_func = begin_func;
1607         tp_item_end_func = end_func;
1608         tp_item_user_data = user_data;
1609 }
1610