Merge pull request #5504 from ntherning/wait-for-native-thread-to-die-in-Thread-Join
[mono.git] / mono / metadata / threads.c
index e31e0bbd4e8025165bb8cda75eb496aec531ba51..3eb6b3b623c8994cf3b2442b79a4270c2eebcc0b 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
-/*
- * threads.c: Thread support internal calls
+/**
+ * \file
+ * Thread support internal calls
  *
  * Author:
  *     Dick Porter (dick@ximian.com)
@@ -44,6 +45,7 @@
 #include <mono/utils/mono-error-internals.h>
 #include <mono/utils/os-event.h>
 #include <mono/utils/mono-threads-debug.h>
+#include <mono/utils/unlocked.h>
 #include <mono/metadata/w32handle.h>
 #include <mono/metadata/w32event.h>
 #include <mono/metadata/w32mutex.h>
 #include <objbase.h>
 #endif
 
-#if defined(PLATFORM_ANDROID) && !defined(TARGET_ARM64) && !defined(TARGET_AMD64)
+#if defined(HOST_ANDROID) && !defined(TARGET_ARM64) && !defined(TARGET_AMD64)
 #define USE_TKILL_ON_ANDROID 1
 #endif
 
-#ifdef PLATFORM_ANDROID
+#ifdef HOST_ANDROID
 #include <errno.h>
 
 #ifdef USE_TKILL_ON_ANDROID
@@ -134,7 +136,7 @@ static StaticDataInfo context_static_info;
 static MonoGHashTable *threads=NULL;
 
 /* List of app context GC handles.
- * Added to from ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_RegisterContext ().
+ * Added to from mono_threads_register_app_context ().
  */
 static GHashTable *contexts = NULL;
 
@@ -151,7 +153,7 @@ static MonoGHashTable *threads_starting_up = NULL;
 /* Contains tids */
 /* Protected by the threads lock */
 static GHashTable *joinable_threads;
-static int joinable_thread_count;
+static gint32 joinable_thread_count;
 
 #define SET_CURRENT_OBJECT(x) mono_tls_set_thread (x)
 #define GET_CURRENT_OBJECT() (MonoInternalThread*) mono_tls_get_thread ()
@@ -219,9 +221,18 @@ get_next_managed_thread_id (void)
        return InterlockedIncrement (&managed_thread_id_counter);
 }
 
+/*
+ * We separate interruptions/exceptions into either sync (they can be processed anytime,
+ * normally as soon as they are set, and are set by the same thread) and async (they can't
+ * be processed inside abort protected blocks and are normally set by other threads). We
+ * can have both a pending sync and async interruption. In this case, the sync exception is
+ * processed first. Since we clean sync flag first, mono_thread_execute_interruption must
+ * also handle all sync type exceptions before the async type exceptions.
+ */
 enum {
-       INTERRUPT_REQUESTED_BIT = 0x1,
-       INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT = 0x2,
+       INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT = 0x1,
+       INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT = 0x2,
+       INTERRUPT_REQUESTED_MASK = 0x3,
        ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT = 2,
        ABORT_PROT_BLOCK_BITS = 8,
        ABORT_PROT_BLOCK_MASK = (((1 << ABORT_PROT_BLOCK_BITS) - 1) << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT)
@@ -234,149 +245,141 @@ mono_thread_get_abort_prot_block_count (MonoInternalThread *thread)
        return (state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT;
 }
 
-static void
-verify_thread_state (gsize state)
-{
-       //can't have both INTERRUPT_REQUESTED_BIT and INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT set at the same time
-       g_assert ((state & (INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT)) != (INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT));
-
-       //XXX This would be nice to be true, but can happen due to self-aborts (and possibly set-pending-exception)
-       //if prot_count > 0, INTERRUPT_REQUESTED_BIT must never be set
-       // int prot_count = (state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT;
-       // g_assert (!(prot_count > 0 && (state & INTERRUPT_REQUESTED_BIT)));
-}
-
 void
 mono_threads_begin_abort_protected_block (void)
 {
        MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
        gsize old_state, new_state;
+       int new_val;
        do {
                old_state = thread->thread_state;
-               verify_thread_state (old_state);
-
-               int new_val = ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT) + 1;
-
-               new_state = 0;
-               if (old_state & (INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT)) {
-                       new_state |= INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT;
-               }
 
+               new_val = ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT) + 1;
                //bounds check abort_prot_count
                g_assert (new_val > 0);
                g_assert (new_val < (1 << ABORT_PROT_BLOCK_BITS));
-               new_state |= new_val << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT;
 
+               new_state = old_state + (1 << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT);
        } while (InterlockedCompareExchangePointer ((volatile gpointer)&thread->thread_state, (gpointer)new_state, (gpointer)old_state) != (gpointer)old_state);
+
+       /* Defer async request since we won't be able to process until exiting the block */
+       if (new_val == 1 && (new_state & INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT)) {
+               InterlockedDecrement (&thread_interruption_requested);
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] begin abort protected block old_state %ld new_state %ld, defer tir %d\n", thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+               if (thread_interruption_requested < 0)
+                       g_warning ("bad thread_interruption_requested state");
+       } else {
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] begin abort protected block old_state %ld new_state %ld, tir %d\n", thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       }
 }
 
-gboolean
-mono_threads_end_abort_protected_block (void)
+static gboolean
+mono_thread_state_has_interruption (gsize state)
 {
-       MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
-       gsize old_state, new_state;
-       do {
-               old_state = thread->thread_state;
-               verify_thread_state (old_state);
-
-               int new_val = ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT) - 1;
-               new_state = 0;
-
-               if (old_state & INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT) {
-                       if (new_val == 0)
-                               new_state |= INTERRUPT_REQUESTED_BIT;
-                       else
-                               new_state |= INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT;
-               }
+       /* pending exception, self abort */
+       if (state & INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT)
+               return TRUE;
 
-               //bounds check abort_prot_count
-               g_assert (new_val >= 0);
-               g_assert (new_val < (1 << ABORT_PROT_BLOCK_BITS));
-               new_state |= new_val << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT;
+       /* abort, interruption, suspend */
+       if ((state & INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT) && !(state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK))
+               return TRUE;
 
-       } while (InterlockedCompareExchangePointer ((volatile gpointer)&thread->thread_state, (gpointer)new_state, (gpointer)old_state) != (gpointer)old_state);
-       return (new_state & INTERRUPT_REQUESTED_BIT) == INTERRUPT_REQUESTED_BIT;
+       return FALSE;
 }
 
-
-//Don't use this function, use inc/dec below
-static void
-mono_thread_abort_prot_block_count_add (MonoInternalThread *thread, int val)
+gboolean
+mono_threads_end_abort_protected_block (void)
 {
+       MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
        gsize old_state, new_state;
+       int new_val;
        do {
                old_state = thread->thread_state;
-               verify_thread_state (old_state);
 
-               int new_val = val + ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT);
                //bounds check abort_prot_count
+               new_val = ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT) - 1;
                g_assert (new_val >= 0);
                g_assert (new_val < (1 << ABORT_PROT_BLOCK_BITS));
-               new_state = (old_state & ~ABORT_PROT_BLOCK_MASK) | (new_val << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT);
 
+               new_state = old_state - (1 << ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT);
        } while (InterlockedCompareExchangePointer ((volatile gpointer)&thread->thread_state, (gpointer)new_state, (gpointer)old_state) != (gpointer)old_state);
-}
 
-static void
-mono_thread_inc_abort_prot_block_count (MonoInternalThread *thread)
-{
-       mono_thread_abort_prot_block_count_add (thread, 1);
-}
+       if (new_val == 0 && (new_state & INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT)) {
+               InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] end abort protected block old_state %ld new_state %ld, restore tir %d\n", thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       } else {
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] end abort protected block old_state %ld new_state %ld, tir %d\n", thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       }
 
-static void
-mono_thread_dec_abort_prot_block_count (MonoInternalThread *thread)
-{
-       mono_thread_abort_prot_block_count_add (thread, -1);
+       return mono_thread_state_has_interruption (new_state);
 }
 
 static gboolean
 mono_thread_get_interruption_requested (MonoInternalThread *thread)
 {
        gsize state = thread->thread_state;
-       return (state & INTERRUPT_REQUESTED_BIT) == INTERRUPT_REQUESTED_BIT;
+
+       return mono_thread_state_has_interruption (state);
 }
 
-/* Returns TRUE is there was a state change */
+/*
+ * Returns TRUE is there was a state change
+ * We clear a single interruption request, sync has priority.
+ */
 static gboolean
 mono_thread_clear_interruption_requested (MonoInternalThread *thread)
 {
        gsize old_state, new_state;
        do {
                old_state = thread->thread_state;
-               verify_thread_state (old_state);
 
-               //Already cleared
-               if (!(old_state & (INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT)))
+               // no interruption to process
+               if (!(old_state & INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT) &&
+                               (!(old_state & INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT) || (old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK)))
                        return FALSE;
-               new_state = old_state & ~(INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT);
+
+               if (old_state & INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT)
+                       new_state = old_state & ~INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT;
+               else
+                       new_state = old_state & ~INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT;
        } while (InterlockedCompareExchangePointer ((volatile gpointer)&thread->thread_state, (gpointer)new_state, (gpointer)old_state) != (gpointer)old_state);
+
+       InterlockedDecrement (&thread_interruption_requested);
+       THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] clear interruption old_state %ld new_state %ld, tir %d\n", thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       if (thread_interruption_requested < 0)
+               g_warning ("bad thread_interruption_requested state");
        return TRUE;
 }
 
-/* Returns TRUE is there was a state change */
+/* Returns TRUE is there was a state change and the interruption can be processed */
 static gboolean
 mono_thread_set_interruption_requested (MonoInternalThread *thread)
 {
        //always force when the current thread is doing it to itself.
-       gboolean force_interrupt = thread == mono_thread_internal_current ();
+       gboolean sync = thread == mono_thread_internal_current ();
        gsize old_state, new_state;
        do {
                old_state = thread->thread_state;
-               verify_thread_state (old_state);
 
-               int prot_count = ((old_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK) >> ABORT_PROT_BLOCK_SHIFT);
                //Already set
-               if (old_state & (INTERRUPT_REQUESTED_BIT | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT))
+               if ((sync && (old_state & INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT)) ||
+                               (!sync && (old_state & INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT)))
                        return FALSE;
 
-               //If there's an outstanding prot block, we queue it
-               if (prot_count && !force_interrupt) {
-                       new_state = old_state | INTERRUPT_REQUEST_DEFERRED_BIT;
-               } else
-                       new_state = old_state | INTERRUPT_REQUESTED_BIT;
+               if (sync)
+                       new_state = old_state | INTERRUPT_SYNC_REQUESTED_BIT;
+               else
+                       new_state = old_state | INTERRUPT_ASYNC_REQUESTED_BIT;
        } while (InterlockedCompareExchangePointer ((volatile gpointer)&thread->thread_state, (gpointer)new_state, (gpointer)old_state) != (gpointer)old_state);
 
-       return (new_state & INTERRUPT_REQUESTED_BIT) == INTERRUPT_REQUESTED_BIT;
+       if (sync || !(new_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK)) {
+               InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] set interruption on [%d] old_state %ld new_state %ld, tir %d\n", mono_thread_internal_current ()->small_id, thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       } else {
+               THREADS_INTERRUPT_DEBUG ("[%d] set interruption on [%d] old_state %ld new_state %ld, tir deferred %d\n", mono_thread_internal_current ()->small_id, thread->small_id, old_state, new_state, thread_interruption_requested);
+       }
+
+       return sync || !(new_state & ABORT_PROT_BLOCK_MASK);
 }
 
 static inline MonoNativeThreadId
@@ -460,8 +463,8 @@ typedef union {
 #define SPECIAL_STATIC_OFFSET_TYPE_THREAD 0
 #define SPECIAL_STATIC_OFFSET_TYPE_CONTEXT 1
 
-#define MAKE_SPECIAL_STATIC_OFFSET(index, offset, type) \
-       ((SpecialStaticOffset) { .fields = { (index), (offset), (type) } }.raw)
+#define MAKE_SPECIAL_STATIC_OFFSET(idx, off, ty) \
+       ((SpecialStaticOffset) { .fields = { .index = (idx), .offset = (off), .type = (ty) } }.raw)
 #define ACCESS_SPECIAL_STATIC_OFFSET(x,f) \
        (((SpecialStaticOffset *) &(x))->fields.f)
 
@@ -656,8 +659,18 @@ mono_thread_attach_internal (MonoThread *thread, gboolean force_attach, gboolean
        g_assert (thread);
 
        info = mono_thread_info_current ();
+       g_assert (info);
 
        internal = thread->internal_thread;
+       g_assert (internal);
+
+       /* It is needed to store the MonoInternalThread on the MonoThreadInfo, because of the following case:
+        *  - the MonoInternalThread TLS key is destroyed: set it to NULL
+        *  - the MonoThreadInfo TLS key is destroyed: calls mono_thread_info_detach
+        *    - it calls MonoThreadInfoCallbacks.thread_detach
+        *      - mono_thread_internal_current returns NULL -> fails to detach the MonoInternalThread. */
+       mono_thread_info_set_internal_thread_gchandle (info, mono_gchandle_new ((MonoObject*) internal, FALSE));
+
        internal->handle = mono_threads_open_thread_handle (info->handle);
 #ifdef HOST_WIN32
        internal->native_handle = OpenThread (THREAD_ALL_ACCESS, FALSE, GetCurrentThreadId ());
@@ -725,6 +738,149 @@ mono_thread_attach_internal (MonoThread *thread, gboolean force_attach, gboolean
        return TRUE;
 }
 
+static void
+mono_thread_detach_internal (MonoInternalThread *thread)
+{
+       gboolean removed;
+
+       g_assert (thread != NULL);
+       SET_CURRENT_OBJECT (thread);
+
+       THREAD_DEBUG (g_message ("%s: mono_thread_detach for %p (%"G_GSIZE_FORMAT")", __func__, thread, (gsize)thread->tid));
+
+#ifndef HOST_WIN32
+       mono_w32mutex_abandon ();
+#endif
+
+       if (thread->abort_state_handle) {
+               mono_gchandle_free (thread->abort_state_handle);
+               thread->abort_state_handle = 0;
+       }
+
+       thread->abort_exc = NULL;
+       thread->current_appcontext = NULL;
+
+       /*
+        * thread->synch_cs can be NULL if this was called after
+        * ves_icall_System_Threading_InternalThread_Thread_free_internal.
+        * This can happen only during shutdown.
+        * The shutting_down flag is not always set, so we can't assert on it.
+        */
+       if (thread->synch_cs)
+               LOCK_THREAD (thread);
+
+       thread->state |= ThreadState_Stopped;
+       thread->state &= ~ThreadState_Background;
+
+       if (thread->synch_cs)
+               UNLOCK_THREAD (thread);
+
+       /*
+       An interruption request has leaked to cleanup. Adjust the global counter.
+
+       This can happen is the abort source thread finds the abortee (this) thread
+       in unmanaged code. If this thread never trips back to managed code or check
+       the local flag it will be left set and positively unbalance the global counter.
+
+       Leaving the counter unbalanced will cause a performance degradation since all threads
+       will now keep checking their local flags all the time.
+       */
+       mono_thread_clear_interruption_requested (thread);
+
+       mono_threads_lock ();
+
+       if (!threads) {
+               removed = FALSE;
+       } else if (mono_g_hash_table_lookup (threads, (gpointer)thread->tid) != thread) {
+               /* We have to check whether the thread object for the
+                * tid is still the same in the table because the
+                * thread might have been destroyed and the tid reused
+                * in the meantime, in which case the tid would be in
+                * the table, but with another thread object.
+                */
+               removed = FALSE;
+       } else {
+               mono_g_hash_table_remove (threads, (gpointer)thread->tid);
+               removed = TRUE;
+       }
+
+       mono_threads_unlock ();
+
+       /* Don't close the handle here, wait for the object finalizer
+        * to do it. Otherwise, the following race condition applies:
+        *
+        * 1) Thread exits (and mono_thread_detach_internal() closes the handle)
+        *
+        * 2) Some other handle is reassigned the same slot
+        *
+        * 3) Another thread tries to join the first thread, and
+        * blocks waiting for the reassigned handle to be signalled
+        * (which might never happen).  This is possible, because the
+        * thread calling Join() still has a reference to the first
+        * thread's object.
+        */
+
+       /* if the thread is not in the hash it has been removed already */
+       if (!removed) {
+               mono_domain_unset ();
+               mono_memory_barrier ();
+
+               if (mono_thread_cleanup_fn)
+                       mono_thread_cleanup_fn (thread_get_tid (thread));
+
+               goto done;
+       }
+
+       mono_release_type_locks (thread);
+
+       /* Can happen when we attach the profiler helper thread in order to heapshot. */
+       if (!mono_thread_info_lookup (MONO_UINT_TO_NATIVE_THREAD_ID (thread->tid))->tools_thread)
+               MONO_PROFILER_RAISE (thread_stopped, (thread->tid));
+
+       mono_hazard_pointer_clear (mono_hazard_pointer_get (), 1);
+
+       /*
+        * This will signal async signal handlers that the thread has exited.
+        * The profiler callback needs this to be set, so it cannot be done earlier.
+        */
+       mono_domain_unset ();
+       mono_memory_barrier ();
+
+       if (thread == mono_thread_internal_current ())
+               mono_thread_pop_appdomain_ref ();
+
+       mono_free_static_data (thread->static_data);
+       thread->static_data = NULL;
+       ref_stack_destroy (thread->appdomain_refs);
+       thread->appdomain_refs = NULL;
+
+       g_assert (thread->suspended);
+       mono_os_event_destroy (thread->suspended);
+       g_free (thread->suspended);
+       thread->suspended = NULL;
+
+       if (mono_thread_cleanup_fn)
+               mono_thread_cleanup_fn (thread_get_tid (thread));
+
+       mono_memory_barrier ();
+
+       if (mono_gc_is_moving ()) {
+               MONO_GC_UNREGISTER_ROOT (thread->thread_pinning_ref);
+               thread->thread_pinning_ref = NULL;
+       }
+
+done:
+       SET_CURRENT_OBJECT (NULL);
+       mono_domain_unset ();
+
+       mono_thread_info_unset_internal_thread_gchandle ((MonoThreadInfo*) thread->thread_info);
+
+       /* Don't need to close the handle to this thread, even though we took a
+        * reference in mono_thread_attach (), because the GC will do it
+        * when the Thread object is finalised.
+        */
+}
+
 typedef struct {
        gint32 ref;
        MonoThread *thread;
@@ -812,12 +968,12 @@ static guint32 WINAPI start_wrapper_internal(StartInfo *start_info, gsize *stack
         * to lock the thread, and the lock is held by thread_start () which waits for
         * start_notify.
         */
-       mono_profiler_thread_start (tid);
+       MONO_PROFILER_RAISE (thread_started, (tid));
 
        /* if the name was set before starting, we didn't invoke the profiler callback */
        if (internal->name) {
                char *tname = g_utf16_to_utf8 (internal->name, internal->name_len, NULL, NULL, NULL);
-               mono_profiler_thread_name (internal->tid, tname);
+               MONO_PROFILER_RAISE (thread_name, (internal->tid, tname));
                mono_native_thread_set_name (MONO_UINT_TO_NATIVE_THREAD_ID (internal->tid), tname);
                g_free (tname);
        }
@@ -882,11 +1038,11 @@ start_wrapper (gpointer data)
        start_info = (StartInfo*) data;
        g_assert (start_info);
 
-       info = mono_thread_info_attach (&res);
+       info = mono_thread_info_attach ();
        info->runtime_thread = TRUE;
 
        /* Run the actual main function of the thread */
-       res = start_wrapper_internal (start_info, &res);
+       res = start_wrapper_internal (start_info, info->stack_end);
 
        mono_thread_info_exit (res);
 
@@ -1001,19 +1157,31 @@ done:
        return ret;
 }
 
-void mono_thread_new_init (intptr_t tid, gpointer stack_start, gpointer func)
+/**
+ * mono_thread_new_init:
+ */
+void
+mono_thread_new_init (intptr_t tid, gpointer stack_start, gpointer func)
 {
        if (mono_thread_start_cb) {
                mono_thread_start_cb (tid, stack_start, func);
        }
 }
 
-void mono_threads_set_default_stacksize (guint32 stacksize)
+/**
+ * mono_threads_set_default_stacksize:
+ */
+void
+mono_threads_set_default_stacksize (guint32 stacksize)
 {
        default_stacksize = stacksize;
 }
 
-guint32 mono_threads_get_default_stacksize (void)
+/**
+ * mono_threads_get_default_stacksize:
+ */
+guint32
+mono_threads_get_default_stacksize (void)
 {
        return default_stacksize;
 }
@@ -1046,6 +1214,9 @@ mono_thread_create_internal (MonoDomain *domain, gpointer func, gpointer arg, Mo
        return internal;
 }
 
+/**
+ * mono_thread_create:
+ */
 void
 mono_thread_create (MonoDomain *domain, gpointer func, gpointer arg)
 {
@@ -1060,22 +1231,13 @@ mono_thread_create_checked (MonoDomain *domain, gpointer func, gpointer arg, Mon
        return (NULL != mono_thread_create_internal (domain, func, arg, MONO_THREAD_CREATE_FLAGS_NONE, error));
 }
 
-MonoThread *
-mono_thread_attach (MonoDomain *domain)
-{
-       MonoThread *thread = mono_thread_attach_full (domain, FALSE);
-
-       return thread;
-}
-
-MonoThread *
+static MonoThread *
 mono_thread_attach_full (MonoDomain *domain, gboolean force_attach)
 {
        MonoInternalThread *internal;
        MonoThread *thread;
        MonoThreadInfo *info;
        MonoNativeThreadId tid;
-       gsize stack_ptr;
 
        if (mono_thread_internal_current_is_attached ()) {
                if (domain != mono_domain_get ())
@@ -1084,7 +1246,7 @@ mono_thread_attach_full (MonoDomain *domain, gboolean force_attach)
                return mono_thread_current ();
        }
 
-       info = mono_thread_info_attach (&stack_ptr);
+       info = mono_thread_info_attach ();
        g_assert (info);
 
        tid=mono_native_thread_id_get ();
@@ -1101,167 +1263,28 @@ mono_thread_attach_full (MonoDomain *domain, gboolean force_attach)
 
        THREAD_DEBUG (g_message ("%s: Attached thread ID %"G_GSIZE_FORMAT" (handle %p)", __func__, tid, internal->handle));
 
-       if (mono_thread_attach_cb) {
-               guint8 *staddr;
-               size_t stsize;
-
-               mono_thread_info_get_stack_bounds (&staddr, &stsize);
-
-               if (staddr == NULL)
-                       mono_thread_attach_cb (MONO_NATIVE_THREAD_ID_TO_UINT (tid), &stack_ptr);
-               else
-                       mono_thread_attach_cb (MONO_NATIVE_THREAD_ID_TO_UINT (tid), staddr + stsize);
-       }
+       if (mono_thread_attach_cb)
+               mono_thread_attach_cb (MONO_NATIVE_THREAD_ID_TO_UINT (tid), info->stack_end);
 
        /* Can happen when we attach the profiler helper thread in order to heapshot. */
        if (!mono_thread_info_current ()->tools_thread)
-               // FIXME: Need a separate callback
-               mono_profiler_thread_start (MONO_NATIVE_THREAD_ID_TO_UINT (tid));
+               MONO_PROFILER_RAISE (thread_started, (MONO_NATIVE_THREAD_ID_TO_UINT (tid)));
 
        return thread;
 }
 
-void
-mono_thread_detach_internal (MonoInternalThread *thread)
+/**
+ * mono_thread_attach:
+ */
+MonoThread *
+mono_thread_attach (MonoDomain *domain)
 {
-       gboolean removed;
-
-       g_assert (thread != NULL);
-
-       THREAD_DEBUG (g_message ("%s: mono_thread_detach for %p (%"G_GSIZE_FORMAT")", __func__, thread, (gsize)thread->tid));
-
-#ifndef HOST_WIN32
-       mono_w32mutex_abandon ();
-#endif
-
-       if (thread->abort_state_handle) {
-               mono_gchandle_free (thread->abort_state_handle);
-               thread->abort_state_handle = 0;
-       }
-
-       thread->abort_exc = NULL;
-       thread->current_appcontext = NULL;
-
-       /*
-        * thread->synch_cs can be NULL if this was called after
-        * ves_icall_System_Threading_InternalThread_Thread_free_internal.
-        * This can happen only during shutdown.
-        * The shutting_down flag is not always set, so we can't assert on it.
-        */
-       if (thread->synch_cs)
-               LOCK_THREAD (thread);
-
-       thread->state |= ThreadState_Stopped;
-       thread->state &= ~ThreadState_Background;
-
-       if (thread->synch_cs)
-               UNLOCK_THREAD (thread);
-
-       /*
-       An interruption request has leaked to cleanup. Adjust the global counter.
-
-       This can happen is the abort source thread finds the abortee (this) thread
-       in unmanaged code. If this thread never trips back to managed code or check
-       the local flag it will be left set and positively unbalance the global counter.
-       
-       Leaving the counter unbalanced will cause a performance degradation since all threads
-       will now keep checking their local flags all the time.
-       */
-       if (mono_thread_clear_interruption_requested (thread))
-               InterlockedDecrement (&thread_interruption_requested);
-
-       mono_threads_lock ();
-
-       if (!threads) {
-               removed = FALSE;
-       } else if (mono_g_hash_table_lookup (threads, (gpointer)thread->tid) != thread) {
-               /* We have to check whether the thread object for the
-                * tid is still the same in the table because the
-                * thread might have been destroyed and the tid reused
-                * in the meantime, in which case the tid would be in
-                * the table, but with another thread object.
-                */
-               removed = FALSE;
-       } else {
-               mono_g_hash_table_remove (threads, (gpointer)thread->tid);
-               removed = TRUE;
-       }
-
-       mono_threads_unlock ();
-
-       /* Don't close the handle here, wait for the object finalizer
-        * to do it. Otherwise, the following race condition applies:
-        *
-        * 1) Thread exits (and mono_thread_detach_internal() closes the handle)
-        *
-        * 2) Some other handle is reassigned the same slot
-        *
-        * 3) Another thread tries to join the first thread, and
-        * blocks waiting for the reassigned handle to be signalled
-        * (which might never happen).  This is possible, because the
-        * thread calling Join() still has a reference to the first
-        * thread's object.
-        */
-
-       /* if the thread is not in the hash it has been removed already */
-       if (!removed) {
-               mono_domain_unset ();
-               mono_memory_barrier ();
-
-               if (mono_thread_cleanup_fn)
-                       mono_thread_cleanup_fn (thread_get_tid (thread));
-
-               goto done;
-       }
-
-       mono_release_type_locks (thread);
-
-       /* Can happen when we attach the profiler helper thread in order to heapshot. */
-       if (!mono_thread_info_lookup (MONO_UINT_TO_NATIVE_THREAD_ID (thread->tid))->tools_thread)
-               mono_profiler_thread_end (thread->tid);
-
-       mono_hazard_pointer_clear (mono_hazard_pointer_get (), 1);
-
-       /*
-        * This will signal async signal handlers that the thread has exited.
-        * The profiler callback needs this to be set, so it cannot be done earlier.
-        */
-       mono_domain_unset ();
-       mono_memory_barrier ();
-
-       if (thread == mono_thread_internal_current ())
-               mono_thread_pop_appdomain_ref ();
-
-       mono_free_static_data (thread->static_data);
-       thread->static_data = NULL;
-       ref_stack_destroy (thread->appdomain_refs);
-       thread->appdomain_refs = NULL;
-
-       g_assert (thread->suspended);
-       mono_os_event_destroy (thread->suspended);
-       g_free (thread->suspended);
-       thread->suspended = NULL;
-
-       if (mono_thread_cleanup_fn)
-               mono_thread_cleanup_fn (thread_get_tid (thread));
-
-       mono_memory_barrier ();
-
-       if (mono_gc_is_moving ()) {
-               MONO_GC_UNREGISTER_ROOT (thread->thread_pinning_ref);
-               thread->thread_pinning_ref = NULL;
-       }
-
-done:
-       SET_CURRENT_OBJECT (NULL);
-       mono_domain_unset ();
-
-       /* Don't need to close the handle to this thread, even though we took a
-        * reference in mono_thread_attach (), because the GC will do it
-        * when the Thread object is finalised.
-        */
+       return mono_thread_attach_full (domain, FALSE);
 }
 
+/**
+ * mono_thread_detach:
+ */
 void
 mono_thread_detach (MonoThread *thread)
 {
@@ -1269,12 +1292,12 @@ mono_thread_detach (MonoThread *thread)
                mono_thread_detach_internal (thread->internal_thread);
 }
 
-/*
+/**
  * mono_thread_detach_if_exiting:
  *
- *   Detach the current thread from the runtime if it is exiting, i.e. it is running pthread dtors.
+ * Detach the current thread from the runtime if it is exiting, i.e. it is running pthread dtors.
  * This should be used at the end of embedding code which calls into managed code, and which
- * can be called from pthread dtors, like dealloc: implementations in objective-c.
+ * can be called from pthread dtors, like <code>dealloc:</code> implementations in Objective-C.
  */
 mono_bool
 mono_thread_detach_if_exiting (void)
@@ -1304,6 +1327,9 @@ mono_thread_internal_current_is_attached (void)
        return TRUE;
 }
 
+/**
+ * mono_thread_exit:
+ */
 void
 mono_thread_exit (void)
 {
@@ -1496,10 +1522,9 @@ mono_thread_get_name (MonoInternalThread *this_obj, guint32 *name_len)
        return res;
 }
 
-/*
+/**
  * mono_thread_get_name_utf8:
- *
- * Return the name of the thread in UTF-8.
+ * \returns the name of the thread in UTF-8.
  * Return NULL if the thread has no name.
  * The returned memory is owned by the caller.
  */
@@ -1522,11 +1547,10 @@ mono_thread_get_name_utf8 (MonoThread *thread)
        return tname;
 }
 
-/*
+/**
  * mono_thread_get_managed_id:
- *
- * Return the Thread.ManagedThreadId value of `thread`.
- * Returns -1 if `thread` is NULL.
+ * \returns the \c Thread.ManagedThreadId value of \p thread.
+ * Returns \c -1 if \p thread is NULL.
  */
 int32_t
 mono_thread_get_managed_id (MonoThread *thread)
@@ -1601,7 +1625,7 @@ mono_thread_set_name_internal (MonoInternalThread *this_obj, MonoString *name, g
        if (this_obj->name && this_obj->tid) {
                char *tname = mono_string_to_utf8_checked (name, error);
                return_if_nok (error);
-               mono_profiler_thread_name (this_obj->tid, tname);
+               MONO_PROFILER_RAISE (thread_name, (this_obj->tid, tname));
                mono_native_thread_set_name (thread_get_tid (this_obj), tname);
                mono_free (tname);
        }
@@ -1691,6 +1715,9 @@ ves_icall_System_Threading_Thread_ByteArrayToCurrentDomain (MonoArray *arr)
        return result;
 }
 
+/**
+ * mono_thread_current:
+ */
 MonoThread *
 mono_thread_current (void)
 {
@@ -1775,7 +1802,7 @@ mono_join_uninterrupted (MonoThreadHandle* thread_to_join, gint32 ms, MonoError
 }
 
 gboolean
-ves_icall_System_Threading_Thread_Join_internal(MonoThread *this_obj, int ms)
+ves_icall_System_Threading_Thread_Join_internal (MonoThread *this_obj, int ms)
 {
        MonoInternalThread *thread = this_obj->internal_thread;
        MonoThreadHandle *handle = thread->handle;
@@ -1795,30 +1822,42 @@ ves_icall_System_Threading_Thread_Join_internal(MonoThread *this_obj, int ms)
                return FALSE;
        }
 
+       MonoNativeThreadId tid = thread_get_tid (thread);
+
        UNLOCK_THREAD (thread);
 
-       if(ms== -1) {
-               ms=MONO_INFINITE_WAIT;
-       }
+       if (ms == -1)
+               ms = MONO_INFINITE_WAIT;
        THREAD_DEBUG (g_message ("%s: joining thread handle %p, %d ms", __func__, handle, ms));
-       
+
        mono_thread_set_state (cur_thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
 
-       ret=mono_join_uninterrupted (handle, ms, &error);
+       ret = mono_join_uninterrupted (handle, ms, &error);
 
        mono_thread_clr_state (cur_thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
 
        mono_error_set_pending_exception (&error);
 
-       if(ret==MONO_THREAD_INFO_WAIT_RET_SUCCESS_0) {
+       if (ret == MONO_THREAD_INFO_WAIT_RET_SUCCESS_0) {
                THREAD_DEBUG (g_message ("%s: join successful", __func__));
 
-               return(TRUE);
+#ifdef HOST_WIN32
+               /* TODO: Do this on Unix platforms as well. See PR #5454 for context.  */
+               /* Wait for the thread to really exit */
+               MONO_ENTER_GC_SAFE;
+               /* This shouldn't block */
+               mono_threads_join_lock ();
+               mono_native_thread_join (tid);
+               mono_threads_join_unlock ();
+               MONO_EXIT_GC_SAFE;
+#endif
+
+               return TRUE;
        }
        
        THREAD_DEBUG (g_message ("%s: join failed", __func__));
 
-       return(FALSE);
+       return FALSE;
 }
 
 #define MANAGED_WAIT_FAILED 0x7fffffff
@@ -1842,28 +1881,40 @@ map_native_wait_result_to_managed (MonoW32HandleWaitRet val, gsize numobjects)
        }
 }
 
-static MonoW32HandleWaitRet
-mono_wait_uninterrupted (MonoInternalThread *thread, guint32 numhandles, gpointer *handles, gboolean waitall, gint32 ms, MonoError *error)
+gint32
+ves_icall_System_Threading_WaitHandle_Wait_internal (gpointer *handles, gint32 numhandles, MonoBoolean waitall, gint32 timeout, MonoError *error)
 {
-       MonoException *exc;
        MonoW32HandleWaitRet ret;
+       MonoInternalThread *thread;
+       MonoException *exc;
        gint64 start;
-       gint32 diff_ms;
-       gint32 wait = ms;
+       guint32 timeoutLeft;
 
-       error_init (error);
+       /* Do this WaitSleepJoin check before creating objects */
+       if (mono_thread_current_check_pending_interrupt ())
+               return map_native_wait_result_to_managed (MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_FAILED, 0);
 
-       start = (ms == -1) ? 0 : mono_100ns_ticks ();
-       do {
+       thread = mono_thread_internal_current ();
+
+       mono_thread_set_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
+
+       if (timeout == -1)
+               timeout = MONO_INFINITE_WAIT;
+       if (timeout != MONO_INFINITE_WAIT)
+               start = mono_msec_ticks ();
+
+       timeoutLeft = timeout;
+
+       for (;;) {
                MONO_ENTER_GC_SAFE;
 #ifdef HOST_WIN32
                if (numhandles != 1)
-                       ret = mono_w32handle_convert_wait_ret (WaitForMultipleObjectsEx (numhandles, handles, waitall, wait, TRUE), numhandles);
+                       ret = mono_w32handle_convert_wait_ret (WaitForMultipleObjectsEx (numhandles, handles, waitall, timeoutLeft, TRUE), numhandles);
                else
-                       ret = mono_w32handle_convert_wait_ret (WaitForSingleObjectEx (handles [0], ms, TRUE), 1);
+                       ret = mono_w32handle_convert_wait_ret (WaitForSingleObjectEx (handles [0], timeoutLeft, TRUE), 1);
 #else
                /* mono_w32handle_wait_multiple optimizes the case for numhandles == 1 */
-               ret = mono_w32handle_wait_multiple (handles, numhandles, waitall, wait, TRUE);
+               ret = mono_w32handle_wait_multiple (handles, numhandles, waitall, timeoutLeft, TRUE);
 #endif /* HOST_WIN32 */
                MONO_EXIT_GC_SAFE;
 
@@ -1876,128 +1927,26 @@ mono_wait_uninterrupted (MonoInternalThread *thread, guint32 numhandles, gpointe
                        break;
                }
 
-               if (ms == -1)
-                       continue;
-
-               /* Re-calculate ms according to the time passed */
-               diff_ms = (gint32)((mono_100ns_ticks () - start) / 10000);
-               if (diff_ms >= ms) {
-                       ret = MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_TIMEOUT;
-                       break;
-               }
-               wait = ms - diff_ms;
-       } while (TRUE);
-       
-       return ret;
-}
-
-gint32 ves_icall_System_Threading_WaitHandle_WaitAll_internal(MonoArray *mono_handles, gint32 ms)
-{
-       MonoError error;
-       HANDLE *handles;
-       guint32 numhandles;
-       MonoW32HandleWaitRet ret;
-       guint32 i;
-       MonoObject *waitHandle;
-       MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
-
-       /* Do this WaitSleepJoin check before creating objects */
-       if (mono_thread_current_check_pending_interrupt ())
-               return map_native_wait_result_to_managed (MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_FAILED, 0);
-
-       /* We fail in managed if the array has more than 64 elements */
-       numhandles = (guint32)mono_array_length(mono_handles);
-       handles = g_new0(HANDLE, numhandles);
-
-       for(i = 0; i < numhandles; i++) {       
-               waitHandle = mono_array_get(mono_handles, MonoObject*, i);
-               handles [i] = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) waitHandle);
-       }
-       
-       if(ms== -1) {
-               ms=MONO_INFINITE_WAIT;
-       }
-
-       mono_thread_set_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
-
-       ret = mono_wait_uninterrupted (thread, numhandles, handles, TRUE, ms, &error);
-
-       mono_thread_clr_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
-
-       g_free(handles);
-
-       mono_error_set_pending_exception (&error);
-
-       return map_native_wait_result_to_managed (ret, numhandles);
-}
-
-gint32 ves_icall_System_Threading_WaitHandle_WaitAny_internal(MonoArray *mono_handles, gint32 ms)
-{
-       MonoError error;
-       HANDLE handles [MONO_W32HANDLE_MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];
-       uintptr_t numhandles;
-       MonoW32HandleWaitRet ret;
-       guint32 i;
-       MonoObject *waitHandle;
-       MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
-
-       /* Do this WaitSleepJoin check before creating objects */
-       if (mono_thread_current_check_pending_interrupt ())
-               return map_native_wait_result_to_managed (MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_FAILED, 0);
+               if (timeout != MONO_INFINITE_WAIT) {
+                       gint64 elapsed;
 
-       numhandles = mono_array_length(mono_handles);
-       if (numhandles > MONO_W32HANDLE_MAXIMUM_WAIT_OBJECTS)
-               return map_native_wait_result_to_managed (MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_FAILED, 0);
+                       elapsed = mono_msec_ticks () - start;
+                       if (elapsed >= timeout) {
+                               ret = MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_TIMEOUT;
+                               break;
+                       }
 
-       for(i = 0; i < numhandles; i++) {       
-               waitHandle = mono_array_get(mono_handles, MonoObject*, i);
-               handles [i] = mono_wait_handle_get_handle ((MonoWaitHandle *) waitHandle);
-       }
-       
-       if(ms== -1) {
-               ms=MONO_INFINITE_WAIT;
+                       timeoutLeft = timeout - elapsed;
+               }
        }
 
-       mono_thread_set_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
-
-       ret = mono_wait_uninterrupted (thread, numhandles, handles, FALSE, ms, &error);
-
        mono_thread_clr_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
 
-       THREAD_WAIT_DEBUG (g_message ("%s: (%"G_GSIZE_FORMAT") returning %d", __func__, mono_native_thread_id_get (), ret));
-
-       mono_error_set_pending_exception (&error);
-
        return map_native_wait_result_to_managed (ret, numhandles);
 }
 
-gint32 ves_icall_System_Threading_WaitHandle_WaitOne_internal(HANDLE handle, gint32 ms)
-{
-       MonoError error;
-       MonoW32HandleWaitRet ret;
-       MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
-
-       THREAD_WAIT_DEBUG (g_message ("%s: (%"G_GSIZE_FORMAT") waiting for %p, %d ms", __func__, mono_native_thread_id_get (), handle, ms));
-       
-       if(ms== -1) {
-               ms=MONO_INFINITE_WAIT;
-       }
-       
-       if (mono_thread_current_check_pending_interrupt ())
-               return map_native_wait_result_to_managed (MONO_W32HANDLE_WAIT_RET_FAILED, 0);
-
-       mono_thread_set_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
-       
-       ret = mono_wait_uninterrupted (thread, 1, &handle, FALSE, ms, &error);
-       
-       mono_thread_clr_state (thread, ThreadState_WaitSleepJoin);
-
-       mono_error_set_pending_exception (&error);
-       return map_native_wait_result_to_managed (ret, 1);
-}
-
 gint32
-ves_icall_System_Threading_WaitHandle_SignalAndWait_Internal (HANDLE toSignal, HANDLE toWait, gint32 ms)
+ves_icall_System_Threading_WaitHandle_SignalAndWait_Internal (gpointer toSignal, gpointer toWait, gint32 ms, MonoError *error)
 {
        MonoW32HandleWaitRet ret;
        MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
@@ -2321,10 +2270,8 @@ void ves_icall_System_Threading_Thread_Interrupt_internal (MonoThread *this_obj)
 
 /**
  * mono_thread_current_check_pending_interrupt:
- *
  * Checks if there's a interruption request and set the pending exception if so.
- *
- * @returns true if a pending exception was set
+ * \returns true if a pending exception was set
  */
 gboolean
 mono_thread_current_check_pending_interrupt (void)
@@ -2402,10 +2349,8 @@ ves_icall_System_Threading_Thread_Abort (MonoInternalThread *thread, MonoObject
 
 /**
  * mono_thread_internal_abort:
- *
- * Request thread @thread to be aborted.
- *
- * @thread MUST NOT be the current thread.
+ * Request thread \p thread to be aborted.
+ * \p thread MUST NOT be the current thread.
  */
 void
 mono_thread_internal_abort (MonoInternalThread *thread)
@@ -2623,6 +2568,9 @@ is_running_protected_wrapper (void)
        return found;
 }
 
+/**
+ * mono_thread_stop:
+ */
 void
 mono_thread_stop (MonoThread *thread)
 {
@@ -2939,8 +2887,9 @@ free_context (void *user_data)
 }
 
 void
-ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_RegisterContext (MonoAppContext *ctx)
+mono_threads_register_app_context (MonoAppContext *ctx, MonoError *error)
 {
+       error_init (error);
        mono_threads_lock ();
 
        //g_print ("Registering context %d in domain %d\n", ctx->context_id, ctx->domain_id);
@@ -2968,11 +2917,18 @@ ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_RegisterContext (MonoAppConte
 
        mono_threads_unlock ();
 
-       mono_profiler_context_loaded (ctx);
+       MONO_PROFILER_RAISE (context_loaded, (ctx));
+}
+
+void
+ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_RegisterContext (MonoAppContextHandle ctx, MonoError *error)
+{
+       error_init (error);
+       mono_threads_register_app_context (MONO_HANDLE_RAW (ctx), error); /* FIXME use handles in mono_threads_register_app_context */
 }
 
 void
-ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_ReleaseContext (MonoAppContext *ctx)
+mono_threads_release_app_context (MonoAppContext* ctx, MonoError *error)
 {
        /*
         * NOTE: Since finalizers are unreliable for the purposes of ensuring
@@ -2982,7 +2938,14 @@ ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_ReleaseContext (MonoAppContex
 
        //g_print ("Releasing context %d in domain %d\n", ctx->context_id, ctx->domain_id);
 
-       mono_profiler_context_unloaded (ctx);
+       MONO_PROFILER_RAISE (context_unloaded, (ctx));
+}
+
+void
+ves_icall_System_Runtime_Remoting_Contexts_Context_ReleaseContext (MonoAppContextHandle ctx, MonoError *error)
+{
+       error_init (error);
+       mono_threads_release_app_context (MONO_HANDLE_RAW (ctx), error); /* FIXME use handles in mono_threads_release_app_context */
 }
 
 void mono_thread_init (MonoThreadStartCB start_cb,
@@ -3002,8 +2965,92 @@ void mono_thread_init (MonoThreadStartCB start_cb,
        mono_thread_attach_cb = attach_cb;
 }
 
-void mono_thread_cleanup (void)
+static gpointer
+thread_attach (MonoThreadInfo *info)
+{
+       return mono_gc_thread_attach (info);
+}
+
+static void
+thread_detach (MonoThreadInfo *info)
+{
+       MonoInternalThread *internal;
+       guint32 gchandle;
+
+       /* If a delegate is passed to native code and invoked on a thread we dont
+        * know about, marshal will register it with mono_threads_attach_coop, but
+        * we have no way of knowing when that thread goes away.  SGen has a TSD
+        * so we assume that if the domain is still registered, we can detach
+        * the thread */
+
+       g_assert (info);
+
+       if (!mono_thread_info_try_get_internal_thread_gchandle (info, &gchandle))
+               return;
+
+       internal = (MonoInternalThread*) mono_gchandle_get_target (gchandle);
+       g_assert (internal);
+
+       mono_gchandle_free (gchandle);
+
+       mono_thread_detach_internal (internal);
+}
+
+static void
+thread_detach_with_lock (MonoThreadInfo *info)
+{
+       return mono_gc_thread_detach_with_lock (info);
+}
+
+static gboolean
+thread_in_critical_region (MonoThreadInfo *info)
+{
+       return mono_gc_thread_in_critical_region (info);
+}
+
+static gboolean
+ip_in_critical_region (MonoDomain *domain, gpointer ip)
+{
+       MonoJitInfo *ji;
+       MonoMethod *method;
+
+       /*
+        * We pass false for 'try_aot' so this becomes async safe.
+        * It won't find aot methods whose jit info is not yet loaded,
+        * so we preload their jit info in the JIT.
+        */
+       ji = mono_jit_info_table_find_internal (domain, ip, FALSE, FALSE);
+       if (!ji)
+               return FALSE;
+
+       method = mono_jit_info_get_method (ji);
+       g_assert (method);
+
+       return mono_gc_is_critical_method (method);
+}
+
+void
+mono_thread_callbacks_init (void)
+{
+       MonoThreadInfoCallbacks cb;
+
+       memset (&cb, 0, sizeof(cb));
+       cb.thread_attach = thread_attach;
+       cb.thread_detach = thread_detach;
+       cb.thread_detach_with_lock = thread_detach_with_lock;
+       cb.ip_in_critical_region = ip_in_critical_region;
+       cb.thread_in_critical_region = thread_in_critical_region;
+       mono_thread_info_callbacks_init (&cb);
+}
+
+/**
+ * mono_thread_cleanup:
+ */
+void
+mono_thread_cleanup (void)
 {
+       mono_threads_join_threads ();
+
 #if !defined(RUN_IN_SUBTHREAD) && !defined(HOST_WIN32)
        /* The main thread must abandon any held mutexes (particularly
         * important for named mutexes as they are shared across
@@ -3033,6 +3080,9 @@ mono_threads_install_cleanup (MonoThreadCleanupFunc func)
        mono_thread_cleanup_fn = func;
 }
 
+/**
+ * mono_thread_set_manage_callback:
+ */
 void
 mono_thread_set_manage_callback (MonoThread *thread, MonoThreadManageCallback func)
 {
@@ -3226,7 +3276,11 @@ mono_threads_set_shutting_down (void)
        }
 }
 
-void mono_thread_manage (void)
+/**
+ * mono_thread_manage:
+ */
+void
+mono_thread_manage (void)
 {
        struct wait_data wait_data;
        struct wait_data *wait = &wait_data;
@@ -3676,7 +3730,10 @@ mono_threads_get_thread_dump (MonoArray **out_threads, MonoArray **out_stack_fra
                                        sf->il_offset = location->il_offset;
 
                                        if (location && location->source_file) {
-                                               MONO_OBJECT_SETREF (sf, filename, mono_string_new (domain, location->source_file));
+                                               MonoString *filename = mono_string_new_checked (domain, location->source_file, error);
+                                               if (!is_ok (error))
+                                                       goto leave;
+                                               MONO_OBJECT_SETREF (sf, filename, filename);
                                                sf->line = location->row;
                                                sf->column = location->column;
                                        }
@@ -3862,10 +3919,6 @@ collect_appdomain_thread (gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
 gboolean
 mono_threads_abort_appdomain_threads (MonoDomain *domain, int timeout)
 {
-#ifdef __native_client__
-       return FALSE;
-#endif
-
        abort_appdomain_data user_data;
        gint64 start_time;
        int orig_timeout = timeout;
@@ -3909,6 +3962,14 @@ mono_threads_abort_appdomain_threads (MonoDomain *domain, int timeout)
        return TRUE;
 }
 
+void
+mono_thread_self_abort (void)
+{
+       MonoError error;
+       self_abort_internal (&error);
+       mono_error_set_pending_exception (&error);
+}
+
 /*
  * mono_thread_get_undeniable_exception:
  *
@@ -4381,16 +4442,17 @@ mono_thread_execute_interruption (void)
        LOCK_THREAD (thread);
 
        /* MonoThread::interruption_requested can only be changed with atomics */
-       if (mono_thread_clear_interruption_requested (thread)) {
-               /* this will consume pending APC calls */
+       if (!mono_thread_clear_interruption_requested (thread)) {
+               UNLOCK_THREAD (thread);
+               return NULL;
+       }
+
+       /* this will consume pending APC calls */
 #ifdef HOST_WIN32
-               WaitForSingleObjectEx (GetCurrentThread(), 0, TRUE);
+       WaitForSingleObjectEx (GetCurrentThread(), 0, TRUE);
 #endif
-               InterlockedDecrement (&thread_interruption_requested);
-
-               /* Clear the interrupted flag of the thread so it can wait again */
-               mono_thread_info_clear_self_interrupt ();
-       }
+       /* Clear the interrupted flag of the thread so it can wait again */
+       mono_thread_info_clear_self_interrupt ();
 
        /* If there's a pending exception and an AbortRequested, the pending exception takes precedence */
        if (sys_thread->pending_exception) {
@@ -4448,7 +4510,6 @@ mono_thread_request_interruption (gboolean running_managed)
 
        if (!mono_thread_set_interruption_requested (thread))
                return NULL;
-       InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
 
        if (!running_managed || is_running_protected_wrapper ()) {
                /* Can't stop while in unmanaged code. Increase the global interruption
@@ -4473,7 +4534,7 @@ mono_thread_request_interruption (gboolean running_managed)
 /*This function should be called by a thread after it has exited all of
  * its handle blocks at interruption time.*/
 MonoException*
-mono_thread_resume_interruption (void)
+mono_thread_resume_interruption (gboolean exec)
 {
        MonoInternalThread *thread = mono_thread_internal_current ();
        gboolean still_aborting;
@@ -4488,15 +4549,17 @@ mono_thread_resume_interruption (void)
 
        /*This can happen if the protected block called Thread::ResetAbort*/
        if (!still_aborting)
-               return FALSE;
+               return NULL;
 
        if (!mono_thread_set_interruption_requested (thread))
                return NULL;
-       InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
 
        mono_thread_info_self_interrupt ();
 
-       return mono_thread_execute_interruption ();
+       if (exec)
+               return mono_thread_execute_interruption ();
+       else
+               return NULL;
 }
 
 gboolean mono_thread_interruption_requested ()
@@ -4623,10 +4686,8 @@ mono_thread_set_state (MonoInternalThread *thread, MonoThreadState state)
 
 /**
  * mono_thread_test_and_set_state:
- *
- * Test if current state of @thread include @test. If it does not, OR @set into the state.
- *
- * Returns TRUE is @set was OR'd in.
+ * Test if current state of \p thread include \p test. If it does not, OR \p set into the state.
+ * \returns TRUE if \p set was OR'd in.
  */
 gboolean
 mono_thread_test_and_set_state (MonoInternalThread *thread, MonoThreadState test, MonoThreadState set)
@@ -4749,8 +4810,6 @@ async_abort_critical (MonoThreadInfo *info, gpointer ud)
        if (!mono_thread_set_interruption_requested (thread))
                return MonoResumeThread;
 
-       InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
-
        ji = mono_thread_info_get_last_managed (info);
        protected_wrapper = ji && !ji->is_trampoline && !ji->async && mono_threads_is_critical_method (mono_jit_info_get_method (ji));
        running_managed = mono_jit_info_match (ji, MONO_CONTEXT_GET_IP (&mono_thread_info_get_suspend_state (info)->ctx));
@@ -4841,8 +4900,7 @@ async_suspend_critical (MonoThreadInfo *info, gpointer ud)
                        return KeepSuspended;
                }
        } else {
-               if (mono_thread_set_interruption_requested (thread))
-                       InterlockedIncrement (&thread_interruption_requested);
+               mono_thread_set_interruption_requested (thread);
                if (data->interrupt)
                        data->interrupt_token = mono_thread_info_prepare_interrupt ((MonoThreadInfo *)thread->thread_info);
 
@@ -4922,14 +4980,14 @@ mono_thread_internal_suspend_for_shutdown (MonoInternalThread *thread)
        mono_thread_info_safe_suspend_and_run (thread_get_tid (thread), FALSE, suspend_for_shutdown_critical, NULL);
 }
 
-/*
+/**
  * mono_thread_is_foreign:
- * @thread: the thread to query
+ * \param thread the thread to query
  *
  * This function allows one to determine if a thread was created by the mono runtime and has
- * a well defined lifecycle or it's a foreigh one, created by the native environment.
+ * a well defined lifecycle or it's a foreign one, created by the native environment.
  *
- * Returns: TRUE if @thread was not created by the runtime.
+ * \returns TRUE if \p thread was not created by the runtime.
  */
 mono_bool
 mono_thread_is_foreign (MonoThread *thread)
@@ -4957,7 +5015,7 @@ mono_threads_add_joinable_thread (gpointer tid)
        if (!joinable_threads)
                joinable_threads = g_hash_table_new (NULL, NULL);
        g_hash_table_insert (joinable_threads, tid, tid);
-       joinable_thread_count ++;
+       UnlockedIncrement (&joinable_thread_count);
        joinable_threads_unlock ();
 
        mono_gc_finalize_notify ();
@@ -4981,7 +5039,7 @@ mono_threads_join_threads (void)
        gboolean found;
 
        /* Fastpath */
-       if (!joinable_thread_count)
+       if (!UnlockedRead (&joinable_thread_count))
                return;
 
        while (TRUE) {
@@ -4992,7 +5050,7 @@ mono_threads_join_threads (void)
                        g_hash_table_iter_next (&iter, &key, (void**)&tid);
                        thread = (pthread_t)tid;
                        g_hash_table_remove (joinable_threads, key);
-                       joinable_thread_count --;
+                       UnlockedDecrement (&joinable_thread_count);
                        found = TRUE;
                }
                joinable_threads_unlock ();
@@ -5030,7 +5088,7 @@ mono_thread_join (gpointer tid)
                joinable_threads = g_hash_table_new (NULL, NULL);
        if (g_hash_table_lookup (joinable_threads, tid)) {
                g_hash_table_remove (joinable_threads, tid);
-               joinable_thread_count --;
+               UnlockedDecrement (&joinable_thread_count);
                found = TRUE;
        }
        joinable_threads_unlock ();
@@ -5071,35 +5129,32 @@ ves_icall_System_Threading_Thread_GetStackTraces (MonoArray **out_threads, MonoA
 /*
  * mono_threads_attach_coop: called by native->managed wrappers
  *
- * In non-coop mode:
- *  - @dummy: is NULL
+ *  - @dummy:
+ *    - blocking mode: contains gc unsafe transition cookie
+ *    - non-blocking mode: contains random data
  *  - @return: the original domain which needs to be restored, or NULL.
- *
- * In coop mode:
- *  - @dummy: contains the original domain
- *  - @return: a cookie containing current MonoThreadInfo*.
  */
 gpointer
 mono_threads_attach_coop (MonoDomain *domain, gpointer *dummy)
 {
        MonoDomain *orig;
-       gboolean fresh_thread = FALSE;
+       MonoThreadInfo *info;
+       gboolean external;
+
+       orig = mono_domain_get ();
 
        if (!domain) {
                /* Happens when called from AOTed code which is only used in the root domain. */
                domain = mono_get_root_domain ();
+               g_assert (domain);
        }
 
-       g_assert (domain);
-
        /* On coop, when we detached, we moved the thread from  RUNNING->BLOCKING.
         * If we try to reattach we do a BLOCKING->RUNNING transition.  If the thread
         * is fresh, mono_thread_attach() will do a STARTING->RUNNING transition so
         * we're only responsible for making the cookie. */
-       if (mono_threads_is_coop_enabled ()) {
-               MonoThreadInfo *info = mono_thread_info_current_unchecked ();
-               fresh_thread = !info || !mono_thread_info_is_live (info);
-       }
+       if (mono_threads_is_blocking_transition_enabled ())
+               external = !(info = mono_thread_info_current_unchecked ()) || !mono_thread_info_is_live (info);
 
        if (!mono_thread_internal_current ()) {
                mono_thread_attach_full (domain, FALSE);
@@ -5108,76 +5163,53 @@ mono_threads_attach_coop (MonoDomain *domain, gpointer *dummy)
                mono_thread_set_state (mono_thread_internal_current (), ThreadState_Background);
        }
 
-       orig = mono_domain_get ();
        if (orig != domain)
                mono_domain_set (domain, TRUE);
 
-       if (!mono_threads_is_coop_enabled ())
-               return orig != domain ? orig : NULL;
-
-       if (fresh_thread) {
-               *dummy = NULL;
-               /* mono_thread_attach put the thread in RUNNING mode from STARTING, but we need to
-                * return the right cookie. */
-               return mono_threads_enter_gc_unsafe_region_cookie ();
-       } else {
-               *dummy = orig;
-               /* thread state (BLOCKING|RUNNING) -> RUNNING */
-               return mono_threads_enter_gc_unsafe_region (dummy);
+       if (mono_threads_is_blocking_transition_enabled ()) {
+               if (external) {
+                       /* mono_thread_attach put the thread in RUNNING mode from STARTING, but we need to
+                        * return the right cookie. */
+                       *dummy = mono_threads_enter_gc_unsafe_region_cookie ();
+               } else {
+                       /* thread state (BLOCKING|RUNNING) -> RUNNING */
+                       *dummy = mono_threads_enter_gc_unsafe_region (dummy);
+               }
        }
+
+       return orig;
 }
 
 /*
  * mono_threads_detach_coop: called by native->managed wrappers
  *
- * In non-coop mode:
  *  - @cookie: the original domain which needs to be restored, or NULL.
- *  - @dummy: is NULL
- *
- * In coop mode:
- *  - @cookie: contains current MonoThreadInfo* if it was in BLOCKING mode, NULL otherwise
- *  - @dummy: contains the original domain
+ *  - @dummy:
+ *    - blocking mode: contains gc unsafe transition cookie
+ *    - non-blocking mode: contains random data
  */
 void
 mono_threads_detach_coop (gpointer cookie, gpointer *dummy)
 {
        MonoDomain *domain, *orig;
 
-       if (!mono_threads_is_coop_enabled ()) {
-               orig = (MonoDomain*) cookie;
-               if (orig)
-                       mono_domain_set (orig, TRUE);
-       } else {
-               orig = (MonoDomain*) *dummy;
+       orig = (MonoDomain*) cookie;
 
-               domain = mono_domain_get ();
-               g_assert (domain);
+       domain = mono_domain_get ();
+       g_assert (domain);
 
+       if (mono_threads_is_blocking_transition_enabled ()) {
                /* it won't do anything if cookie is NULL
                 * thread state RUNNING -> (RUNNING|BLOCKING) */
-               mono_threads_exit_gc_unsafe_region (cookie, dummy);
-
-               if (orig != domain) {
-                       if (!orig)
-                               mono_domain_unset ();
-                       else
-                               mono_domain_set (orig, TRUE);
-               }
+               mono_threads_exit_gc_unsafe_region (*dummy, dummy);
        }
-}
-
-MonoException*
-mono_thread_try_resume_interruption (void)
-{
-       MonoInternalThread *thread;
 
-       thread = mono_thread_internal_current ();
-       if (!mono_get_eh_callbacks ()->mono_above_abort_threshold ())
-               return NULL;
-       if (mono_thread_get_abort_prot_block_count (thread) > 0 || mono_get_eh_callbacks ()->mono_current_thread_has_handle_block_guard ())
-               return NULL;
-
-       return mono_thread_resume_interruption ();
+       if (orig != domain) {
+               if (!orig)
+                       mono_domain_unset ();
+               else
+                       mono_domain_set (orig, TRUE);
+       }
 }
 
 #if 0