Windows: Partial fix for data race in composite_copy_transfer_data
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /* -*- Mode: C; indent-tabs-mode:t ; c-basic-offset:8 -*- */
2 /*
3  * I/O functions for libusb
4  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
5  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
6  * Copyright © 2019 Nathan Hjelm <hjelmn@cs.umm.edu>
7  * Copyright © 2019 Google LLC. All rights reserved.
8  *
9  * This library is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with this library; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "libusbi.h"
25
26 /**
27  * \page libusb_io Synchronous and asynchronous device I/O
28  *
29  * \section io_intro Introduction
30  *
31  * If you're using libusb in your application, you're probably wanting to
32  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
33  *
34  * libusb offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
35  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
36  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
37  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
38  *
39  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
40  * detailed API documentation pages for the details:
41  * - \ref libusb_syncio
42  * - \ref libusb_asyncio
43  *
44  * \section theory Transfers at a logical level
45  *
46  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
47  * example, when reading data from a endpoint:
48  * -# A request for data is sent to the device
49  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
50  *
51  * or when writing data to an endpoint:
52  *
53  * -# The data is sent to the device
54  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
55  *    the data has been transferred.
56  *
57  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
58  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
59  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
60  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
61  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
62  * potentially hours later.
63  *
64  * libusb offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
65  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
66  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
67  * the asynchronous interface separates them.
68  *
69  * \section sync The synchronous interface
70  *
71  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
72  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
73  * completed and you can parse the results.
74  *
75  * If you have used libusb-0.1 before, this I/O style will seem familiar to
76  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
77  *
78  * In our input device example, to read button presses you might write code
79  * in the following style:
80 \code
81 unsigned char data[4];
82 int actual_length;
83 int r = libusb_bulk_transfer(dev_handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
84 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
85         // results of the transaction can now be found in the data buffer
86         // parse them here and report button press
87 } else {
88         error();
89 }
90 \endcode
91  *
92  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
93  * a single simple function call.
94  *
95  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
96  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
97  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
98  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
99  * the entire thread will be useless for that duration.
100  *
101  * Another issue is that by tying up the thread with that single transaction
102  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
103  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
104  * per transaction.
105  *
106  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
107  * request has been submitted.
108  *
109  * For details on how to use the synchronous API, see the
110  * \ref libusb_syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
111  *
112  * \section async The asynchronous interface
113  *
114  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
115  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
116  * above.
117  *
118  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
119  * libusb's asynchronous interface presents non-blocking functions which
120  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
121  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusb will
122  * call with the results of the transaction when it has completed.
123  *
124  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
125  * can be cancelled with a separate function call.
126  *
127  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
128  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
129  * to use threads.
130  *
131  * This added flexibility does come with some complications though:
132  * - In the interest of being a lightweight library, libusb does not create
133  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
134  * application must call into libusb from it's main loop when events are ready
135  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusb to
136  * undertake whatever work needs to be done.
137  * - libusb also needs to be called into at certain fixed points in time in
138  * order to accurately handle transfer timeouts.
139  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
140  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
141  * callback has finished executing.
142  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
143  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
144  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
145  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
146  *
147  * Internally, libusb's synchronous interface is expressed in terms of function
148  * calls to the asynchronous interface.
149  *
150  * For details on how to use the asynchronous API, see the
151  * \ref libusb_asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
152  */
153
154
155 /**
156  * \page libusb_packetoverflow Packets and overflows
157  *
158  * \section packets Packet abstraction
159  *
160  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
161  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
162  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
163  *
164  * libusb and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
165  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
166  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
167  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
168  *
169  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
170  *
171  * When requesting data on a bulk endpoint, libusb requires you to supply a
172  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusb can put in that
173  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
174  * the device is just asked to send any amount of data.
175  *
176  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
177  * or equal to the buffer size. libusb reports this condition to you through
178  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
179  * field.
180  *
181  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
182  * the buffer. libusb reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
183  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
184  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
185  * may or may not have been transferred.
186  *
187  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
188  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
189  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
190  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
191  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
192  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
193  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
194  * fill up completely or will be only partially filled.
195  */
196
197 /**
198  * @defgroup libusb_asyncio Asynchronous device I/O
199  *
200  * This page details libusb's asynchronous (non-blocking) API for USB device
201  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
202  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
203  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
204  * may wish to consider the \ref libusb_syncio "synchronous I/O API" instead.
205  *
206  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
207  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
208  * combines both of these into one). There may be a long delay between
209  * submission and completion, however the asynchronous submission function
210  * is non-blocking so will return control to your application during that
211  * potentially long delay.
212  *
213  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
214  *
215  * For the asynchronous I/O, libusb implements the concept of a generic
216  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
217  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
218  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
219  *
220  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
221  *
222  * \section asynctrf Asynchronous transfers
223  *
224  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
225  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
226  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
227  *    about the transfer you wish to perform
228  * -# <b>Submission</b>: ask libusb to submit the transfer
229  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
230  *    libusb_transfer structure
231  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
232  *
233  *
234  * \subsection asyncalloc Allocation
235  *
236  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
237  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
238  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
239  *
240  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
241  * this function rather than allocating your own transfers.
242  *
243  * \subsection asyncfill Filling
244  *
245  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
246  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
247  * callback function, etc.
248  *
249  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
250  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
251  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
252  *
253  * \subsection asyncsubmit Submission
254  *
255  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
256  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
257  * regarded as firing off the I/O request in the background.
258  *
259  * \subsection asynccomplete Completion handling
260  *
261  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
262  *
263  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
264  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
265  * transferred
266  * - The transfer fails due to an error
267  * - The transfer is cancelled
268  *
269  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
270  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
271  * above actually happened and to act accordingly.
272  *
273  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
274  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
275  * time, libusb has populated this structure with results of the transfer:
276  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
277  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
278  *
279  * <b>Important Note</b>: The user-specified callback is called from an event
280  * handling context. It is therefore important that no calls are made into
281  * libusb that will attempt to perform any event handling. Examples of such
282  * functions are any listed in the \ref libusb_syncio "synchronous API" and any of
283  * the blocking functions that retrieve \ref libusb_desc "USB descriptors".
284  *
285  * \subsection Deallocation
286  *
287  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
288  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
289  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
290  *
291  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
292  *
293  * \section asyncresubmit Resubmission
294  *
295  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
296  * separated above where they could reasonably be combined into a single
297  * operation.
298  *
299  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
300  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
301  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
302  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
303  * resubmit it for the next interrupt.
304  *
305  * \section asynccancel Cancellation
306  *
307  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
308  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
309  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
310  *
311  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
312  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
313  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
314  * determine that it was cancelled.
315  *
316  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
317  * has completed will result in undefined behaviour.
318  *
319  * \attention
320  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
321  * libusb will communicate this to you in the transfer callback.
322  * <b>Do not assume that no data was transferred.</b>
323  *
324  * \section asyncpartial Partial data transfer resulting from cancellation
325  *
326  * As noted above, some of the data may have been transferred at the time a
327  * transfer is cancelled. It is helpful to see how this is possible if you
328  * consider a bulk transfer to an endpoint with a packet size of 64 bytes.
329  * Supposing you submit a 512-byte transfer to this endpoint, the operating
330  * system will divide this transfer up into 8 separate 64-byte frames that the
331  * host controller will schedule for the device to transfer data. If this
332  * transfer is cancelled while the device is transferring data, a subset of
333  * these frames may be descheduled from the host controller before the device
334  * has the opportunity to finish transferring data to the host.
335  *
336  * What your application should do with a partial data transfer is a policy
337  * decision; there is no single answer that satisfies the needs of every
338  * application. The data that was successfully transferred should be
339  * considered entirely valid, but your application must decide what to do with
340  * the remaining data that was not transferred. Some possible actions to take
341  * are:
342  * - Resubmit another transfer for the remaining data, possibly with a shorter
343  *   timeout
344  * - Discard the partially transferred data and report an error
345  *
346  * \section asynctimeout Timeouts
347  *
348  * When a transfer times out, libusb internally notes this and attempts to
349  * cancel the transfer. As noted in \ref asyncpartial "above", it is possible
350  * that some of the data may actually have been transferred. Your application
351  * should <b>always</b> check how much data was actually transferred once the
352  * transfer completes and act accordingly.
353  *
354  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
355  *
356  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
357  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
358  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
359  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
360  * the \ref libusb_packetoverflow page for discussion.
361  *
362  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
363  *
364  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
365  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
366  *
367  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
368  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
369  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
370  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
371  *
372  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
373  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
374  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
375  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
376  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
377  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
378  *
379  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
380  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
381  * data you are sending/requesting.
382  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
383  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
384  * allocated for the control setup).
385  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
386  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
387  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
388  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
389  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
390  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
391  *     packet.
392  * -# Submit the transfer.
393  *
394  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
395  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
396  * Endianness conversion is transparently handled by
397  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
398  * values.
399  *
400  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
401  * your callback function:
402  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
403  * of the data buffer.
404  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
405  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
406  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
407  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
408  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
409  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
410  * transferred in entirety.
411  *
412  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
413  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
414  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
415  * callback.
416  *
417  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
418  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
419  * request was not supported.
420  *
421  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
422  *
423  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
424  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
425  *
426  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
427  *
428  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
429  * non-isochronous endpoints.
430  *
431  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
432  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
433  *
434  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
435  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
436  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
437  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
438  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
439  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
440  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
441  *
442  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
443  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
444  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
445  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
446  * descriptor.
447  * Two functions can help you here:
448  *
449  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
450  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
451  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
452  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
453  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
454  *   microframe.
455  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
456  *   within a transfer, which is usually what you want.
457  *
458  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
459  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
460  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
461  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
462  *
463  * Completion handling requires some extra consideration. The
464  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
465  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
466  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
467  * each individual packet.
468  *
469  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
470  * little misleading:
471  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
472  *    completed normally, status will have value
473  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
474  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
475  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
476  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
477  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
478  *    individual packet to determine packet failures.
479  *  - The status field will have value
480  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
481  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
482  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
483  *
484  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
485  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
486  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
487  * functions may help you here.
488  *
489  * \section asynclimits Transfer length limitations
490  *
491  * Some operating systems may impose limits on the length of the transfer data
492  * buffer or, in the case of isochronous transfers, the length of individual
493  * isochronous packets. Such limits can be difficult for libusb to detect, so
494  * in most cases the library will simply try and submit the transfer as set up
495  * by you. If the transfer fails to submit because it is too large,
496  * libusb_submit_transfer() will return
497  * \ref libusb_error::LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM "LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM".
498  *
499  * The following are known limits for control transfer lengths. Note that this
500  * length includes the 8-byte setup packet.
501  * - Linux (4,096 bytes)
502  * - Windows (4,096 bytes)
503  *
504  * \section asyncmem Memory caveats
505  *
506  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
507  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
508  * transfer may return before libusb has finished using the buffer, and when
509  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
510  * host-to-device and device-to-host transfers.
511  *
512  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
513  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
514  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
515  * other case, you need to use heap memory instead.
516  *
517  * \section asyncflags Fine control
518  *
519  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
520  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
521  * flags to a transfer to simplify certain things:
522  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
523  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
524  *   less than the requested amount of data being marked with status
525  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
526  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
527  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
528  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusb to free the transfer
529  *   buffer when freeing the transfer.
530  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
531  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusb to automatically free the
532  *   transfer after the transfer callback returns.
533  *
534  * \section asyncevent Event handling
535  *
536  * An asynchronous model requires that libusb perform work at various
537  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
538  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
539  *
540  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
541  * application must call into when libusb has work do to. This gives libusb
542  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
543  *
544  * \note
545  * All event handling is performed by whichever thread calls the
546  * libusb_handle_events() function. libusb does not invoke any callbacks
547  * outside of this context. Consequently, any callbacks will be run on the
548  * thread that calls the libusb_handle_events() function.
549  *
550  * When to call the libusb_handle_events() function depends on which model
551  * your application decides to use. The 2 different approaches:
552  *
553  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
554  *    thread.
555  * -# Integrate libusb with your application's main event loop. libusb
556  *    exposes a set of file descriptors which allow you to do this.
557  *
558  * The first approach has the big advantage that it will also work on Windows
559  * were libusb' poll API for select / poll integration is not available. So
560  * if you want to support Windows and use the async API, you must use this
561  * approach, see the \ref eventthread "Using an event handling thread" section
562  * below for details.
563  *
564  * If you prefer a single threaded approach with a single central event loop,
565  * see the \ref libusb_poll "polling and timing" section for how to integrate libusb
566  * into your application's main event loop.
567  *
568  * \section eventthread Using an event handling thread
569  *
570  * Lets begin with stating the obvious: If you're going to use a separate
571  * thread for libusb event handling, your callback functions MUST be
572  * thread-safe.
573  *
574  * Other then that doing event handling from a separate thread, is mostly
575  * simple. You can use an event thread function as follows:
576 \code
577 void *event_thread_func(void *ctx)
578 {
579     while (event_thread_run)
580         libusb_handle_events(ctx);
581
582     return NULL;
583 }
584 \endcode
585  *
586  * There is one caveat though, stopping this thread requires setting the
587  * event_thread_run variable to 0, and after that libusb_handle_events() needs
588  * to return control to event_thread_func. But unless some event happens,
589  * libusb_handle_events() will not return.
590  *
591  * There are 2 different ways of dealing with this, depending on if your
592  * application uses libusb' \ref libusb_hotplug "hotplug" support or not.
593  *
594  * Applications which do not use hotplug support, should not start the event
595  * thread until after their first call to libusb_open(), and should stop the
596  * thread when closing the last open device as follows:
597 \code
598 void my_close_handle(libusb_device_handle *dev_handle)
599 {
600     if (open_devs == 1)
601         event_thread_run = 0;
602
603     libusb_close(dev_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
604
605     if (open_devs == 1)
606         pthread_join(event_thread);
607
608     open_devs--;
609 }
610 \endcode
611  *
612  * Applications using hotplug support should start the thread at program init,
613  * after having successfully called libusb_hotplug_register_callback(), and
614  * should stop the thread at program exit as follows:
615 \code
616 void my_libusb_exit(void)
617 {
618     event_thread_run = 0;
619     libusb_hotplug_deregister_callback(ctx, hotplug_cb_handle); // This wakes up libusb_handle_events()
620     pthread_join(event_thread);
621     libusb_exit(ctx);
622 }
623 \endcode
624  */
625
626 /**
627  * @defgroup libusb_poll Polling and timing
628  *
629  * This page documents libusb's functions for polling events and timing.
630  * These functions are only necessary for users of the
631  * \ref libusb_asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
632  * \ref libusb_syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
633  * functions.
634  *
635  * The justification for the functionality described here has already been
636  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
637  * asynchronous API documentation. In summary, libusb does not create internal
638  * threads for event processing and hence relies on your application calling
639  * into libusb at certain points in time so that pending events can be handled.
640  *
641  * Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
642  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
643  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
644  * libusb's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
645  * is detected on such descriptors you know it is time to call
646  * libusb_handle_events().
647  *
648  * There is one final event handling complication. libusb supports
649  * asynchronous transfers which time out after a specified time period.
650  *
651  * On some platforms a timerfd is used, so the timeout handling is just another
652  * fd, on other platforms this requires that libusb is called into at or after
653  * the timeout to handle it. So, in addition to considering libusb's file
654  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusb
655  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
656  * is no file descriptor activity, see \ref polltime details.
657  *
658  * In order to know precisely when libusb needs to be called into, libusb
659  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
660  * the next timeout expires.
661  *
662  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
663  * following options, otherwise your I/O will not complete.
664  *
665  * \section pollsimple The simple option
666  *
667  * If your application revolves solely around libusb and does not need to
668  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
669 \code
670 // initialize libusb
671 // find and open device
672 // maybe fire off some initial async I/O
673
674 while (user_has_not_requested_exit)
675         libusb_handle_events(ctx);
676
677 // clean up and exit
678 \endcode
679  *
680  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
681  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
682  * handle those details internally.
683  *
684  * \section libusb_pollmain The more advanced option
685  *
686  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
687  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Applications which
688  * want to support Windows are advised to use an \ref eventthread
689  * "event handling thread" instead.
690  *
691  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
692  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
693  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusb is
694  * designed to cleanly integrate into such main loops.
695  *
696  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
697  * take a set of file descriptors from libusb and monitor those too. When you
698  * detect activity on libusb's file descriptors, you call
699  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
700  *
701  * What's more, libusb may also need to handle events at specific moments in
702  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
703  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
704  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
705  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
706  * these moments occur. This means that you need to adjust your
707  * poll()/select() timeout accordingly.
708  *
709  * libusb provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
710  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
711  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
712  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
713  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusb indicates,
714  * polling all of them at once.
715  *
716  * In pseudo-code, you want something that looks like:
717 \code
718 // initialise libusb
719
720 libusb_get_pollfds(ctx)
721 while (user has not requested application exit) {
722         libusb_get_next_timeout(ctx);
723         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
724                 using a timeout no larger than the value libusb just suggested)
725         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
726                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
727         if (time has elapsed to or beyond the libusb timeout)
728                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
729         // handle events from other sources here
730 }
731
732 // clean up and exit
733 \endcode
734  *
735  * \subsection polltime Notes on time-based events
736  *
737  * The above complication with having to track time and call into libusb at
738  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
739  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
740  * restrict the supported platforms of your application and get away with
741  * a more simplistic scheme.
742  *
743  * These time-based event complications are \b not required on the following
744  * platforms:
745  *  - Darwin
746  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
747  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
748  *   - glibc v2.9 or newer
749  *   - libusb v1.0.5 or newer
750  *
751  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
752  * 0, so your main loop can be simplified to:
753 \code
754 // initialise libusb
755
756 libusb_get_pollfds(ctx)
757 while (user has not requested application exit) {
758         poll(on libusb file descriptors plus any other event sources of interest,
759                 using any timeout that you like)
760         if (poll() indicated activity on libusb file descriptors)
761                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
762         // handle events from other sources here
763 }
764
765 // clean up and exit
766 \endcode
767  *
768  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
769  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
770  * and <em>any future platforms supported by libusb which may have time-based
771  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
772  * strange bugs in your application.
773  *
774  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
775  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
776  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusb's next timeout
777  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
778  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
779  * if the platform does suffer from these timing complications.
780  *
781  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
782  *
783  * The set of file descriptors that libusb uses as event sources may change
784  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
785  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
786  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
787  *
788  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
789  *
790  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
791  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
792  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
793  * some headaches.
794  *
795  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
796  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
797  * with these entities otherwise.
798  *
799  * See the extra documentation: \ref libusb_mtasync
800  */
801
802 /** \page libusb_mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
803  *
804  * libusb is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
805  * to applications which interact with libusb from multiple threads.
806  *
807  * The underlying issue that must be addressed is that all libusb I/O
808  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
809  * system calls. This is directly exposed at the
810  * \ref libusb_asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
811  * \ref libusb_syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
812  * asynchronous interface, therefore the same considerations apply.
813  *
814  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
815  * or select() on libusb's file descriptors then only one of those threads
816  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
817  * oblivious that anything has happened.
818  *
819  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
820  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
821  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusb
822  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
823  * explained on this page).
824  *
825 \code
826 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
827 {
828         int *completed = transfer->user_data;
829         *completed = 1;
830 }
831
832 void myfunc() {
833         struct libusb_transfer *transfer;
834         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE] __attribute__ ((aligned (2)));
835         int completed = 0;
836
837         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
838         libusb_fill_control_setup(buffer,
839                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
840         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
841         libusb_submit_transfer(transfer);
842
843         while (!completed) {
844                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
845                 if (poll indicates activity)
846                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
847         }
848         printf("completed!");
849         // other code here
850 }
851 \endcode
852  *
853  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
854  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
855  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
856  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
857  *
858  * If this is the only thread that is polling libusb's file descriptors, there
859  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
860  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
861  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
862  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
863  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
864  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
865  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
866  * this issue!
867  *
868  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
869  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
870  * impact the capabilities of the library, so libusb offers the scheme
871  * documented below to ensure no loss of functionality.
872  *
873  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
874  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
875  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
876  * synchronous I/O functions - libusb hides this headache from you.
877  *
878  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
879  *
880  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
881  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
882  * above with libusb_handle_events() like so:
883  *
884 \code
885         libusb_submit_transfer(transfer);
886
887         while (!completed) {
888                 libusb_handle_events(ctx);
889         }
890         printf("completed!");
891 \endcode
892  *
893  * This however has a race between the checking of completed and
894  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
895  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
896  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
897  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
898  * synchronous API implementation of libusb.
899  *
900  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
901  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
902  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
903  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
904  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
905  * completion check for you after they have acquired the lock:
906  *
907 \code
908         libusb_submit_transfer(transfer);
909
910         while (!completed) {
911                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
912         }
913         printf("completed!");
914 \endcode
915  *
916  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
917  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
918  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
919  *
920  * \note
921  * The `completed` variable must be modified while holding the event lock,
922  * otherwise a race condition can still exist. It is simplest to do so from
923  * within the transfer callback as shown above.
924  *
925  * \section eventlock The events lock
926  *
927  * The problem is when we consider the fact that libusb exposes file
928  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
929  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
930  * libusb's back. If you do take libusb's file descriptors and pass them to
931  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
932  *
933  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
934  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
935  * one thread is handling events at any one time.
936  *
937  * You must take the events lock before polling libusb file descriptors,
938  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
939  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
940  *
941  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
942  *
943  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
944  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
945 \code
946         libusb_lock_events(ctx);
947         while (!completed) {
948                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
949                 if (poll indicates activity)
950                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
951         }
952         libusb_unlock_events(ctx);
953 \endcode
954  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
955  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
956  * the lock is not released until the transfer is completed.
957  *
958  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
959  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
960  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
961  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
962  * due to contention on the lock.
963  *
964  * To solve this, libusb offers you a mechanism to determine when another
965  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
966  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
967  * does not involve polling of file descriptors).
968  *
969  * After determining that another thread is currently handling events, you
970  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
971  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
972  * so, you call libusb_wait_for_event().
973  *
974  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
975  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
976  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
977  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
978  * events, and if not, it should start handling events itself.
979  *
980  * This looks like the following, as pseudo-code:
981 \code
982 retry:
983 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
984         // we obtained the event lock: do our own event handling
985         while (!completed) {
986                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
987                         libusb_unlock_events(ctx);
988                         goto retry;
989                 }
990                 poll(libusb file descriptors, 120*1000);
991                 if (poll indicates activity)
992                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
993         }
994         libusb_unlock_events(ctx);
995 } else {
996         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
997         // an event has completed
998         libusb_lock_event_waiters(ctx);
999
1000         while (!completed) {
1001                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
1002                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
1003                 // events in the time it took us to reach this point)
1004                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
1005                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
1006                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
1007                         goto retry;
1008                 }
1009
1010                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
1011         }
1012         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
1013 }
1014 printf("completed!\n");
1015 \endcode
1016  *
1017  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
1018  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
1019  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
1020  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
1021  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
1022  * the lock while waiting, and reacquires it before continuing.
1023  *
1024  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
1025  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
1026  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
1027  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
1028  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
1029  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
1030  * over the event handling.
1031  *
1032  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
1033  * should be apparent from the code shown above.
1034  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
1035  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
1036  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusb is still happy for your
1037  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusb needs to
1038  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
1039  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
1040  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
1041  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
1042  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
1043  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
1044  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
1045  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
1046  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
1047  *    "working behind libusb's back", as is the case here.
1048  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
1049  *    holding the events lock
1050  *
1051  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
1052  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusb can do this
1053  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
1054  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
1055  * callback has returned).
1056  *
1057  * \subsection fullstory The full story
1058  *
1059  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
1060  * really thinking through the issues then you may be left with some more
1061  * questions regarding libusb's internals. If you're curious, read on, and if
1062  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
1063  *
1064  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
1065  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
1066  * thread is doing event handling?
1067  *
1068  * There are 2 situations in which this may happen.
1069  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
1070  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
1071  *    restarts, picking up the new descriptor.
1072  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
1073  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
1074  *    important that nobody is doing event handling at this time.
1075  *
1076  * libusb handles these issues internally, so application developers do not
1077  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
1078  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
1079  *
1080  * -# During initialization, libusb opens an internal pipe, and it adds the read
1081  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
1082  * -# During libusb_close(), libusb writes some dummy data on this event pipe.
1083  *    This immediately interrupts the event handler. libusb also records
1084  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
1085  *    high-priority event.
1086  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
1087  *    differently:
1088  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
1089  *     OK for event handling to continue.
1090  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
1091  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
1092  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
1093  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
1094  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
1095  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
1096  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
1097  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
1098  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusb can safely remove
1099  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
1100  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
1101  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
1102  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
1103  *    the events lock.
1104  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
1105  *    reverts to the original, documented behaviour.
1106  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1107  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1108  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1109  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1110  *
1111  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1112  * call to libusb_open():
1113  *
1114  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1115  * -# libusb sends some dummy data on the event pipe, and records that it
1116  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1117  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1118  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1119  *    event waiters.
1120  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1121  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1122  *    releases the events lock.
1123  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1124  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1125  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1126  *
1127  * \subsection concl Closing remarks
1128  *
1129  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1130  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1131  * applies to applications that take libusb's file descriptors and integrate
1132  * them into their own polling loops.
1133  *
1134  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1135  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1136  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1137  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1138  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1139  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1140  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1141  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1142  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1143  * undesirable behaviour occurring. The solution is for your polling thread to
1144  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1145  * in them getting along in perfect harmony.
1146  *
1147  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1148  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1149  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1150  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1151  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1152  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1153  * give up the events lock if instructed.
1154  */
1155
1156 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1157 {
1158         int r;
1159
1160         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock);
1161         usbi_mutex_init(&ctx->events_lock);
1162         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock);
1163         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond);
1164         usbi_mutex_init(&ctx->event_data_lock);
1165         usbi_tls_key_create(&ctx->event_handling_key);
1166         list_init(&ctx->flying_transfers);
1167         list_init(&ctx->event_sources);
1168         list_init(&ctx->removed_event_sources);
1169         list_init(&ctx->hotplug_msgs);
1170         list_init(&ctx->completed_transfers);
1171
1172         r = usbi_create_event(&ctx->event);
1173         if (r < 0)
1174                 goto err;
1175
1176         r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event), USBI_EVENT_POLL_EVENTS);
1177         if (r < 0)
1178                 goto err_destroy_event;
1179
1180 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1181         r = usbi_create_timer(&ctx->timer);
1182         if (r == 0) {
1183                 usbi_dbg(ctx, "using timer for timeouts");
1184                 r = usbi_add_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer), USBI_TIMER_POLL_EVENTS);
1185                 if (r < 0)
1186                         goto err_destroy_timer;
1187         } else {
1188                 usbi_dbg(ctx, "timer not available for timeouts");
1189         }
1190 #endif
1191
1192         return 0;
1193
1194 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1195 err_destroy_timer:
1196         usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1197         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1198 #endif
1199 err_destroy_event:
1200         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1201 err:
1202         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1203         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1204         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1205         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1206         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1207         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1208         return r;
1209 }
1210
1211 static void cleanup_removed_event_sources(struct libusb_context *ctx)
1212 {
1213         struct usbi_event_source *ievent_source, *tmp;
1214
1215         for_each_removed_event_source_safe(ctx, ievent_source, tmp) {
1216                 list_del(&ievent_source->list);
1217                 free(ievent_source);
1218         }
1219 }
1220
1221 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1222 {
1223 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1224         if (usbi_using_timer(ctx)) {
1225                 usbi_remove_event_source(ctx, USBI_TIMER_OS_HANDLE(&ctx->timer));
1226                 usbi_destroy_timer(&ctx->timer);
1227         }
1228 #endif
1229         usbi_remove_event_source(ctx, USBI_EVENT_OS_HANDLE(&ctx->event));
1230         usbi_destroy_event(&ctx->event);
1231         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1232         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1233         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1234         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1235         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_data_lock);
1236         usbi_tls_key_delete(ctx->event_handling_key);
1237         cleanup_removed_event_sources(ctx);
1238         free(ctx->event_data);
1239 }
1240
1241 static void calculate_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1242 {
1243         unsigned int timeout =
1244                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout;
1245
1246         if (!timeout) {
1247                 TIMESPEC_CLEAR(&itransfer->timeout);
1248                 return;
1249         }
1250
1251         usbi_get_monotonic_time(&itransfer->timeout);
1252
1253         itransfer->timeout.tv_sec += timeout / 1000U;
1254         itransfer->timeout.tv_nsec += (timeout % 1000U) * 1000000L;
1255         if (itransfer->timeout.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
1256                 ++itransfer->timeout.tv_sec;
1257                 itransfer->timeout.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
1258         }
1259 }
1260
1261 /** \ingroup libusb_asyncio
1262  * Allocate a libusb transfer with a specified number of isochronous packet
1263  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1264  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1265  * libusb_free_transfer().
1266  *
1267  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1268  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1269  *
1270  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1271  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1272  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1273  * you are still required to set the
1274  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1275  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1276  *
1277  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1278  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1279  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1280  *
1281  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate. Must be non-negative.
1282  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1283  */
1284 DEFAULT_VISIBILITY
1285 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1286         int iso_packets)
1287 {
1288         size_t priv_size;
1289         size_t alloc_size;
1290         unsigned char *ptr;
1291         struct usbi_transfer *itransfer;
1292         struct libusb_transfer *transfer;
1293
1294         assert(iso_packets >= 0);
1295         if (iso_packets < 0)
1296                 return NULL;
1297
1298         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1299         alloc_size = priv_size
1300                 + sizeof(struct usbi_transfer)
1301                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1302                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * (size_t)iso_packets);
1303         ptr = calloc(1, alloc_size);
1304         if (!ptr)
1305                 return NULL;
1306
1307         itransfer = (struct usbi_transfer *)(ptr + priv_size);
1308         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1309         itransfer->priv = ptr;
1310         usbi_mutex_init(&itransfer->lock);
1311         transfer = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1312         return transfer;
1313 }
1314
1315 /** \ingroup libusb_asyncio
1316  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1317  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1318  *
1319  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1320  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1321  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1322  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1323  *
1324  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1325  * the function will simply return safely.
1326  *
1327  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1328  * and has not yet completed).
1329  *
1330  * \param transfer the transfer to free
1331  */
1332 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1333 {
1334         struct usbi_transfer *itransfer;
1335         size_t priv_size;
1336         unsigned char *ptr;
1337
1338         if (!transfer)
1339                 return;
1340
1341         usbi_dbg(TRANSFER_CTX(transfer), "transfer %p", transfer);
1342         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER)
1343                 free(transfer->buffer);
1344
1345         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1346         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1347
1348         priv_size = PTR_ALIGN(usbi_backend.transfer_priv_size);
1349         ptr = (unsigned char *)itransfer - priv_size;
1350         assert(ptr == itransfer->priv);
1351         free(ptr);
1352 }
1353
1354 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timer based on the
1355  * next upcoming timeout.
1356  * must be called with flying_list locked.
1357  * returns 0 on success or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1358  */
1359 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1360 static int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1361 {
1362         struct usbi_transfer *itransfer;
1363
1364         if (!usbi_using_timer(ctx))
1365                 return 0;
1366
1367         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
1368                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
1369
1370                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1371                  * arming to do */
1372                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
1373                         break;
1374
1375                 /* act on first transfer that has not already been handled */
1376                 if (!(itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))) {
1377                         usbi_dbg(ctx, "next timeout originally %ums", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1378                         return usbi_arm_timer(&ctx->timer, cur_ts);
1379                 }
1380         }
1381
1382         usbi_dbg(ctx, "no timeouts, disarming timer");
1383         return usbi_disarm_timer(&ctx->timer);
1384 }
1385 #else
1386 static inline int arm_timer_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1387 {
1388         UNUSED(ctx);
1389         return 0;
1390 }
1391 #endif
1392
1393 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1394  * This function will return non 0 if fails to update the timer,
1395  * in which case the transfer is *not* on the flying_transfers list. */
1396 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1397 {
1398         struct usbi_transfer *cur;
1399         struct timespec *timeout = &itransfer->timeout;
1400         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1401         int r = 0;
1402         int first = 1;
1403
1404         calculate_timeout(itransfer);
1405
1406         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1407         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1408                 list_add(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1409                 goto out;
1410         }
1411
1412         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1413         if (!TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1414                 list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1415                 /* first is irrelevant in this case */
1416                 goto out;
1417         }
1418
1419         /* otherwise, find appropriate place in list */
1420         for_each_transfer(ctx, cur) {
1421                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1422                 struct timespec *cur_ts = &cur->timeout;
1423
1424                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts) || TIMESPEC_CMP(cur_ts, timeout, >)) {
1425                         list_add_tail(&itransfer->list, &cur->list);
1426                         goto out;
1427                 }
1428                 first = 0;
1429         }
1430         /* first is 0 at this stage (list not empty) */
1431
1432         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1433         list_add_tail(&itransfer->list, &ctx->flying_transfers);
1434 out:
1435 #ifdef HAVE_OS_TIMER
1436         if (first && usbi_using_timer(ctx) && TIMESPEC_IS_SET(timeout)) {
1437                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1438                  * rearm the timer with this transfer's timeout */
1439                 usbi_dbg(ctx, "arm timer for timeout in %ums (first in line)",
1440                         USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->timeout);
1441                 r = usbi_arm_timer(&ctx->timer, timeout);
1442         }
1443 #else
1444         UNUSED(first);
1445 #endif
1446
1447         if (r)
1448                 list_del(&itransfer->list);
1449
1450         return r;
1451 }
1452
1453 /* remove a transfer from the active transfers list.
1454  * This function will *always* remove the transfer from the
1455  * flying_transfers list. It will return a LIBUSB_ERROR code
1456  * if it fails to update the timer for the next timeout. */
1457 static int remove_from_flying_list(struct usbi_transfer *itransfer)
1458 {
1459         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1460         int rearm_timer;
1461         int r = 0;
1462
1463         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1464         rearm_timer = (TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout) &&
1465                 list_first_entry(&ctx->flying_transfers, struct usbi_transfer, list) == itransfer);
1466         list_del(&itransfer->list);
1467         if (rearm_timer)
1468                 r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
1469         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1470
1471         return r;
1472 }
1473
1474 /** \ingroup libusb_asyncio
1475  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1476  * return immediately.
1477  *
1478  * \param transfer the transfer to submit
1479  * \returns 0 on success
1480  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1481  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1482  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1483  * by the operating system.
1484  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if the transfer size is larger than
1485  * the operating system and/or hardware can support (see \ref asynclimits)
1486  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1487  */
1488 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1489 {
1490         struct usbi_transfer *itransfer =
1491                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1492         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1493         int r;
1494
1495         usbi_dbg(ctx, "transfer %p", transfer);
1496
1497         /*
1498          * Important note on locking, this function takes / releases locks
1499          * in the following order:
1500          *  take flying_transfers_lock
1501          *  take itransfer->lock
1502          *  clear transfer
1503          *  add to flying_transfers list
1504          *  release flying_transfers_lock
1505          *  submit transfer
1506          *  release itransfer->lock
1507          *  if submit failed:
1508          *   take flying_transfers_lock
1509          *   remove from flying_transfers list
1510          *   release flying_transfers_lock
1511          *
1512          * Note that it takes locks in the order a-b and then releases them
1513          * in the same order a-b. This is somewhat unusual but not wrong,
1514          * release order is not important as long as *all* locks are released
1515          * before re-acquiring any locks.
1516          *
1517          * This means that the ordering of first releasing itransfer->lock
1518          * and then re-acquiring the flying_transfers_list on error is
1519          * important and must not be changed!
1520          *
1521          * This is done this way because when we take both locks we must always
1522          * take flying_transfers_lock first to avoid ab-ba style deadlocks with
1523          * the timeout handling and usbi_handle_disconnect paths.
1524          *
1525          * And we cannot release itransfer->lock before the submission is
1526          * complete otherwise timeout handling for transfers with short
1527          * timeouts may run before submission.
1528          */
1529         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1530         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1531         if (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT) {
1532                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1533                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1534                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
1535         }
1536         itransfer->transferred = 0;
1537         itransfer->state_flags = 0;
1538         itransfer->timeout_flags = 0;
1539         r = add_to_flying_list(itransfer);
1540         if (r) {
1541                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1542                 usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1543                 return r;
1544         }
1545         /*
1546          * We must release the flying transfers lock here, because with
1547          * some backends the submit_transfer method is synchroneous.
1548          */
1549         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1550
1551         r = usbi_backend.submit_transfer(itransfer);
1552         if (r == LIBUSB_SUCCESS) {
1553                 itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1554                 /* keep a reference to this device */
1555                 libusb_ref_device(transfer->dev_handle->dev);
1556         }
1557         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1558
1559         if (r != LIBUSB_SUCCESS)
1560                 remove_from_flying_list(itransfer);
1561
1562         return r;
1563 }
1564
1565 /** \ingroup libusb_asyncio
1566  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1567  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1568  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1569  * with a transfer status of
1570  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1571  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1572  *
1573  * \param transfer the transfer to cancel
1574  * \returns 0 on success
1575  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is not in progress,
1576  * already complete, or already cancelled.
1577  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1578  */
1579 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1580 {
1581         struct usbi_transfer *itransfer =
1582                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1583         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1584         int r;
1585
1586         usbi_dbg(ctx, "transfer %p", transfer );
1587         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1588         if (!(itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
1589                         || (itransfer->state_flags & USBI_TRANSFER_CANCELLING)) {
1590                 r = LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND;
1591                 goto out;
1592         }
1593         r = usbi_backend.cancel_transfer(itransfer);
1594         if (r < 0) {
1595                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND &&
1596                     r != LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1597                         usbi_err(ctx, "cancel transfer failed error %d", r);
1598                 else
1599                         usbi_dbg(ctx, "cancel transfer failed error %d", r);
1600
1601                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1602                         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1603         }
1604
1605         itransfer->state_flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1606
1607 out:
1608         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1609         return r;
1610 }
1611
1612 /** \ingroup libusb_asyncio
1613  * Set a transfers bulk stream id. Note users are advised to use
1614  * libusb_fill_bulk_stream_transfer() instead of calling this function
1615  * directly.
1616  *
1617  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1618  *
1619  * \param transfer the transfer to set the stream id for
1620  * \param stream_id the stream id to set
1621  * \see libusb_alloc_streams()
1622  */
1623 void API_EXPORTED libusb_transfer_set_stream_id(
1624         struct libusb_transfer *transfer, uint32_t stream_id)
1625 {
1626         struct usbi_transfer *itransfer =
1627                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1628
1629         itransfer->stream_id = stream_id;
1630 }
1631
1632 /** \ingroup libusb_asyncio
1633  * Get a transfers bulk stream id.
1634  *
1635  * Since version 1.0.19, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000103
1636  *
1637  * \param transfer the transfer to get the stream id for
1638  * \returns the stream id for the transfer
1639  */
1640 uint32_t API_EXPORTED libusb_transfer_get_stream_id(
1641         struct libusb_transfer *transfer)
1642 {
1643         struct usbi_transfer *itransfer =
1644                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1645
1646         return itransfer->stream_id;
1647 }
1648
1649 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1650  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1651  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1652  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1653  * data before calling it.
1654  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1655  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1656  * will attempt to take the lock. */
1657 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1658         enum libusb_transfer_status status)
1659 {
1660         struct libusb_transfer *transfer =
1661                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1662         struct libusb_device_handle *dev_handle = transfer->dev_handle;
1663         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1664         uint8_t flags;
1665         int r;
1666
1667         r = remove_from_flying_list(itransfer);
1668         if (r < 0)
1669                 usbi_err(ctx, "failed to set timer for next timeout");
1670
1671         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1672         itransfer->state_flags &= ~USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT;
1673         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1674
1675         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1676                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1677                 int rqlen = transfer->length;
1678                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1679                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1680                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1681                         usbi_dbg(ctx, "interpreting short transfer as error");
1682                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1683                 }
1684         }
1685
1686         flags = transfer->flags;
1687         transfer->status = status;
1688         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1689         usbi_dbg(ctx, "transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1690         if (transfer->callback)
1691                 transfer->callback(transfer);
1692         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1693          * this point. */
1694         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1695                 libusb_free_transfer(transfer);
1696         libusb_unref_device(dev_handle->dev);
1697         return r;
1698 }
1699
1700 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1701  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1702  * transfers exist here.
1703  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1704  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1705  * will attempt to take the lock. */
1706 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *itransfer)
1707 {
1708         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(itransfer);
1709         uint8_t timed_out;
1710
1711         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1712         timed_out = itransfer->timeout_flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1713         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1714
1715         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1716         if (timed_out) {
1717                 usbi_dbg(ctx, "detected timeout cancellation");
1718                 return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1719         }
1720
1721         /* otherwise its a normal async cancel */
1722         return usbi_handle_transfer_completion(itransfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1723 }
1724
1725 /* Add a completed transfer to the completed_transfers list of the
1726  * context and signal the event. The backend's handle_transfer_completion()
1727  * function will be called the next time an event handler runs. */
1728 void usbi_signal_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer)
1729 {
1730         libusb_device_handle *dev_handle = USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer)->dev_handle;
1731
1732         if (dev_handle) {
1733                 struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
1734                 unsigned int event_flags;
1735
1736                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1737                 event_flags = ctx->event_flags;
1738                 ctx->event_flags |= USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
1739                 list_add_tail(&itransfer->completed_list, &ctx->completed_transfers);
1740                 if (!event_flags)
1741                         usbi_signal_event(&ctx->event);
1742                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1743         }
1744 }
1745
1746 /** \ingroup libusb_poll
1747  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1748  * only one thread is monitoring libusb event sources at any one time.
1749  *
1750  * You only need to use this lock if you are developing an application
1751  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1752  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1753  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1754  * locking.
1755  *
1756  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1757  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1758  * as soon as possible.
1759  *
1760  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1761  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1762  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1763  * \ref libusb_mtasync
1764  */
1765 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1766 {
1767         int r;
1768         unsigned int ru;
1769
1770         ctx = usbi_get_context(ctx);
1771
1772         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1773          * start event handling */
1774         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1775         ru = ctx->device_close;
1776         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1777         if (ru) {
1778                 usbi_dbg(ctx, "someone else is closing a device");
1779                 return 1;
1780         }
1781
1782         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1783         if (!r)
1784                 return 1;
1785
1786         ctx->event_handler_active = 1;
1787         return 0;
1788 }
1789
1790 /** \ingroup libusb_poll
1791  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1792  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1793  * monitoring libusb event sources at any one time.
1794  *
1795  * You only need to use this lock if you are developing an application
1796  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly.
1797  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1798  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1799  * locking.
1800  *
1801  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1802  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1803  * as soon as possible.
1804  *
1805  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1806  * \ref libusb_mtasync
1807  */
1808 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1809 {
1810         ctx = usbi_get_context(ctx);
1811         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1812         ctx->event_handler_active = 1;
1813 }
1814
1815 /** \ingroup libusb_poll
1816  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1817  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1818  * on libusb_wait_for_event().
1819  *
1820  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1821  * \ref libusb_mtasync
1822  */
1823 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1824 {
1825         ctx = usbi_get_context(ctx);
1826         ctx->event_handler_active = 0;
1827         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1828
1829         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1830          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1831          * (check ctx->device_close)? */
1832         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1833         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1834         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1835 }
1836
1837 /** \ingroup libusb_poll
1838  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1839  *
1840  * Sometimes, libusb needs to temporarily pause all event handlers, and this
1841  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1842  * this is the case.
1843  *
1844  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1845  * should just continue the usual logic that is documented in \ref libusb_mtasync.
1846  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1847  * and will hence become an event waiter.
1848  *
1849  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1850  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1851  * the current event handler.
1852  *
1853  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1854  * \returns 1 if event handling can start or continue
1855  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1856  * \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1857  */
1858 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1859 {
1860         unsigned int r;
1861
1862         ctx = usbi_get_context(ctx);
1863
1864         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1865          * continue event handling */
1866         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1867         r = ctx->device_close;
1868         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1869         if (r) {
1870                 usbi_dbg(ctx, "someone else is closing a device");
1871                 return 0;
1872         }
1873
1874         return 1;
1875 }
1876
1877
1878 /** \ingroup libusb_poll
1879  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1880  * the event handling lock).
1881  *
1882  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1883  * \returns 1 if a thread is handling events
1884  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1885  * \ref libusb_mtasync
1886  */
1887 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1888 {
1889         unsigned int r;
1890
1891         ctx = usbi_get_context(ctx);
1892
1893         /* is someone else waiting to close a device? if so, don't let this thread
1894          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1895         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1896         r = ctx->device_close;
1897         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1898         if (r) {
1899                 usbi_dbg(ctx, "someone else is closing a device");
1900                 return 1;
1901         }
1902
1903         return ctx->event_handler_active;
1904 }
1905
1906 /** \ingroup libusb_poll
1907  * Interrupt any active thread that is handling events. This is mainly useful
1908  * for interrupting a dedicated event handling thread when an application
1909  * wishes to call libusb_exit().
1910  *
1911  * Since version 1.0.21, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000105
1912  *
1913  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1914  * \ref libusb_mtasync
1915  */
1916 void API_EXPORTED libusb_interrupt_event_handler(libusb_context *ctx)
1917 {
1918         unsigned int event_flags;
1919
1920         usbi_dbg(ctx, " ");
1921
1922         ctx = usbi_get_context(ctx);
1923         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
1924
1925         event_flags = ctx->event_flags;
1926         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
1927         if (!event_flags)
1928                 usbi_signal_event(&ctx->event);
1929
1930         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
1931 }
1932
1933 /** \ingroup libusb_poll
1934  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1935  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1936  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1937  * allowed.
1938  *
1939  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1940  * events, then call libusb_wait_for_event().
1941  *
1942  * You only need to use this lock if you are developing an application
1943  * which calls poll() or select() on libusb's file descriptors directly,
1944  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaneously.
1945  * If you stick to libusb's event handling loop functions (e.g.
1946  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1947  * locking.
1948  *
1949  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1950  * \ref libusb_mtasync
1951  */
1952 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1953 {
1954         ctx = usbi_get_context(ctx);
1955         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1956 }
1957
1958 /** \ingroup libusb_poll
1959  * Release the event waiters lock.
1960  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1961  * \ref libusb_mtasync
1962  */
1963 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1964 {
1965         ctx = usbi_get_context(ctx);
1966         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1967 }
1968
1969 /** \ingroup libusb_poll
1970  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1971  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1972  *
1973  * This function will block until any of the following conditions are met:
1974  * -# The timeout expires
1975  * -# A transfer completes
1976  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1977  *
1978  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1979  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1980  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1981  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1982  * step up and start event handling.
1983  *
1984  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1985  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1986  *
1987  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1988  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1989  * indicates unlimited timeout.
1990  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1991  * \returns 1 if the timeout expired
1992  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if timeval is invalid
1993  * \ref libusb_mtasync
1994  */
1995 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1996 {
1997         int r;
1998
1999         ctx = usbi_get_context(ctx);
2000         if (!tv) {
2001                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
2002                 return 0;
2003         }
2004
2005         if (!TIMEVAL_IS_VALID(tv))
2006                 return LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM;
2007
2008         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
2009                 &ctx->event_waiters_lock, tv);
2010         if (r < 0)
2011                 return r == LIBUSB_ERROR_TIMEOUT;
2012
2013         return 0;
2014 }
2015
2016 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
2017 {
2018         struct libusb_transfer *transfer =
2019                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
2020         int r;
2021
2022         itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED;
2023         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
2024         if (r == LIBUSB_SUCCESS)
2025                 itransfer->timeout_flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
2026         else
2027                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
2028                         "async cancel failed %d", r);
2029 }
2030
2031 static void handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
2032 {
2033         struct timespec systime;
2034         struct usbi_transfer *itransfer;
2035
2036         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
2037                 return;
2038
2039         /* get current time */
2040         usbi_get_monotonic_time(&systime);
2041
2042         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
2043          * have expired timeouts */
2044         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2045                 struct timespec *cur_ts = &itransfer->timeout;
2046
2047                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
2048                 if (!TIMESPEC_IS_SET(cur_ts))
2049                         return;
2050
2051                 /* ignore timeouts we've already handled */
2052                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2053                         continue;
2054
2055                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
2056                 if (TIMESPEC_CMP(cur_ts, &systime, >))
2057                         return;
2058
2059                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
2060                 handle_timeout(itransfer);
2061         }
2062 }
2063
2064 static void handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
2065 {
2066         ctx = usbi_get_context(ctx);
2067         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2068         handle_timeouts_locked(ctx);
2069         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2070 }
2071
2072 static int handle_event_trigger(struct libusb_context *ctx)
2073 {
2074         struct list_head hotplug_msgs;
2075         int hotplug_event = 0;
2076         int r = 0;
2077
2078         usbi_dbg(ctx, "event triggered");
2079
2080         list_init(&hotplug_msgs);
2081
2082         /* take the the event data lock while processing events */
2083         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2084
2085         /* check if someone modified the event sources */
2086         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED)
2087                 usbi_dbg(ctx, "someone updated the event sources");
2088
2089         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_USER_INTERRUPT) {
2090                 usbi_dbg(ctx, "someone purposefully interrupted");
2091                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_USER_INTERRUPT;
2092         }
2093
2094         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_HOTPLUG_CB_DEREGISTERED) {
2095                 usbi_dbg(ctx, "someone unregistered a hotplug cb");
2096                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_HOTPLUG_CB_DEREGISTERED;
2097                 hotplug_event = 1;
2098         }
2099
2100         /* check if someone is closing a device */
2101         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_DEVICE_CLOSE)
2102                 usbi_dbg(ctx, "someone is closing a device");
2103
2104         /* check for any pending hotplug messages */
2105         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING) {
2106                 usbi_dbg(ctx, "hotplug message received");
2107                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_HOTPLUG_MSG_PENDING;
2108                 hotplug_event = 1;
2109                 assert(!list_empty(&ctx->hotplug_msgs));
2110                 list_cut(&hotplug_msgs, &ctx->hotplug_msgs);
2111         }
2112
2113         /* complete any pending transfers */
2114         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED) {
2115                 struct usbi_transfer *itransfer, *tmp;
2116                 struct list_head completed_transfers;
2117
2118                 assert(!list_empty(&ctx->completed_transfers));
2119                 list_cut(&completed_transfers, &ctx->completed_transfers);
2120                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2121
2122                 __for_each_completed_transfer_safe(&completed_transfers, itransfer, tmp) {
2123                         list_del(&itransfer->completed_list);
2124                         r = usbi_backend.handle_transfer_completion(itransfer);
2125                         if (r) {
2126                                 usbi_err(ctx, "backend handle_transfer_completion failed with error %d", r);
2127                                 break;
2128                         }
2129                 }
2130
2131                 usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2132                 if (!list_empty(&completed_transfers)) {
2133                         /* an error occurred, put the remaining transfers back on the list */
2134                         list_splice_front(&completed_transfers, &ctx->completed_transfers);
2135                 } else if (list_empty(&ctx->completed_transfers)) {
2136                         ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_TRANSFER_COMPLETED;
2137                 }
2138         }
2139
2140         /* if no further pending events, clear the event */
2141         if (!ctx->event_flags)
2142                 usbi_clear_event(&ctx->event);
2143
2144         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2145
2146         /* process the hotplug events, if any */
2147         if (hotplug_event)
2148                 usbi_hotplug_process(ctx, &hotplug_msgs);
2149
2150         return r;
2151 }
2152
2153 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2154 static int handle_timer_trigger(struct libusb_context *ctx)
2155 {
2156         int r;
2157
2158         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2159
2160         /* process the timeout that just happened */
2161         handle_timeouts_locked(ctx);
2162
2163         /* arm for next timeout */
2164         r = arm_timer_for_next_timeout(ctx);
2165
2166         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2167
2168         return r;
2169 }
2170 #endif
2171
2172 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
2173  * doing the same thing. */
2174 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
2175 {
2176         struct usbi_reported_events reported_events;
2177         int r, timeout_ms;
2178
2179         /* prevent attempts to recursively handle events (e.g. calling into
2180          * libusb_handle_events() from within a hotplug or transfer callback) */
2181         if (usbi_handling_events(ctx))
2182                 return LIBUSB_ERROR_BUSY;
2183
2184         /* only reallocate the event source data when the list of event sources has
2185          * been modified since the last handle_events(), otherwise reuse them to
2186          * save the additional overhead */
2187         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2188         if (ctx->event_flags & USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED) {
2189                 usbi_dbg(ctx, "event sources modified, reallocating event data");
2190
2191                 /* free anything removed since we last ran */
2192                 cleanup_removed_event_sources(ctx);
2193
2194                 r = usbi_alloc_event_data(ctx);
2195                 if (r) {
2196                         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2197                         return r;
2198                 }
2199
2200                 /* reset the flag now that we have the updated list */
2201                 ctx->event_flags &= ~USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2202
2203                 /* if no further pending events, clear the event so that we do
2204                  * not immediately return from the wait function */
2205                 if (!ctx->event_flags)
2206                         usbi_clear_event(&ctx->event);
2207         }
2208         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2209
2210         timeout_ms = (int)(tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
2211
2212         /* round up to next millisecond */
2213         if (tv->tv_usec % 1000)
2214                 timeout_ms++;
2215
2216         reported_events.event_bits = 0;
2217
2218         usbi_start_event_handling(ctx);
2219
2220         r = usbi_wait_for_events(ctx, &reported_events, timeout_ms);
2221         if (r != LIBUSB_SUCCESS) {
2222                 if (r == LIBUSB_ERROR_TIMEOUT) {
2223                         handle_timeouts(ctx);
2224                         r = LIBUSB_SUCCESS;
2225                 }
2226                 goto done;
2227         }
2228
2229         if (reported_events.event_triggered) {
2230                 r = handle_event_trigger(ctx);
2231                 if (r) {
2232                         /* return error code */
2233                         goto done;
2234                 }
2235         }
2236
2237 #ifdef HAVE_OS_TIMER
2238         if (reported_events.timer_triggered) {
2239                 r = handle_timer_trigger(ctx);
2240                 if (r) {
2241                         /* return error code */
2242                         goto done;
2243                 }
2244         }
2245 #endif
2246
2247         if (!reported_events.num_ready)
2248                 goto done;
2249
2250         r = usbi_backend.handle_events(ctx, reported_events.event_data,
2251                 reported_events.event_data_count, reported_events.num_ready);
2252         if (r)
2253                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
2254
2255 done:
2256         usbi_end_event_handling(ctx);
2257         return r;
2258 }
2259
2260 /* returns the smallest of:
2261  *  1. timeout of next URB
2262  *  2. user-supplied timeout
2263  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
2264  * and populates out
2265  */
2266 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
2267         struct timeval *out)
2268 {
2269         struct timeval timeout;
2270         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
2271         if (r) {
2272                 /* timeout already expired? */
2273                 if (!timerisset(&timeout))
2274                         return 1;
2275
2276                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
2277                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
2278                         *out = timeout;
2279                 else
2280                         *out = *tv;
2281         } else {
2282                 *out = *tv;
2283         }
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /** \ingroup libusb_poll
2288  * Handle any pending events.
2289  *
2290  * libusb determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
2291  * and by checking the set of file descriptors for activity.
2292  *
2293  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
2294  * events and then immediately return in non-blocking style.
2295  *
2296  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
2297  * function will block waiting for events to handle up until the specified
2298  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
2299  * return early.
2300  *
2301  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2302  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2303  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2304  * of a specific transfer.
2305  *
2306  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2307  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2308  * timeval struct for non-blocking mode
2309  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2310  * \returns 0 on success
2311  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if timeval is invalid
2312  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
2313  * \ref libusb_mtasync
2314  */
2315 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2316         struct timeval *tv, int *completed)
2317 {
2318         int r;
2319         struct timeval poll_timeout;
2320
2321         if (!TIMEVAL_IS_VALID(tv))
2322                 return LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM;
2323
2324         ctx = usbi_get_context(ctx);
2325         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2326         if (r) {
2327                 /* timeout already expired */
2328                 handle_timeouts(ctx);
2329                 return 0;
2330         }
2331
2332 retry:
2333         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2334                 if (completed == NULL || !*completed) {
2335                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2336                         usbi_dbg(ctx, "doing our own event handling");
2337                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2338                 }
2339                 libusb_unlock_events(ctx);
2340                 return r;
2341         }
2342
2343         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2344          * notify event completion. */
2345         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2346
2347         if (completed && *completed)
2348                 goto already_done;
2349
2350         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2351                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2352                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2353                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2354                 usbi_dbg(ctx, "event handler was active but went away, retrying");
2355                 goto retry;
2356         }
2357
2358         usbi_dbg(ctx, "another thread is doing event handling");
2359         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2360
2361 already_done:
2362         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2363
2364         if (r < 0)
2365                 return r;
2366         else if (r == 1)
2367                 handle_timeouts(ctx);
2368         return 0;
2369 }
2370
2371 /** \ingroup libusb_poll
2372  * Handle any pending events
2373  *
2374  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2375  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2376  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2377  *
2378  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2379  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2380  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2381  *
2382  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2383  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2384  * timeval struct for non-blocking mode
2385  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2386  */
2387 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2388         struct timeval *tv)
2389 {
2390         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2391 }
2392
2393 /** \ingroup libusb_poll
2394  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2395  * hard-coded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2396  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2397  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2398  * instead.
2399  *
2400  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2401  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2402  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2403  *
2404  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2405  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2406  */
2407 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2408 {
2409         struct timeval tv;
2410         tv.tv_sec = 60;
2411         tv.tv_usec = 0;
2412         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2413 }
2414
2415 /** \ingroup libusb_poll
2416  * Handle any pending events in blocking mode.
2417  *
2418  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2419  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2420  *
2421  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2422  * parameter.
2423  *
2424  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2425  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2426  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2427  * \ref libusb_mtasync
2428  */
2429 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2430         int *completed)
2431 {
2432         struct timeval tv;
2433         tv.tv_sec = 60;
2434         tv.tv_usec = 0;
2435         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2436 }
2437
2438 /** \ingroup libusb_poll
2439  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2440  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2441  * held, see libusb_lock_events().
2442  *
2443  * This function is designed to be called under the situation where you have
2444  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusb's
2445  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2446  * You detect events on libusb's descriptors, so you then call this function
2447  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2448  *
2449  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2450  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2451  * non-blocking mode
2452  * \returns 0 on success
2453  * \returns LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM if timeval is invalid
2454  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
2455  * \ref libusb_mtasync
2456  */
2457 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2458         struct timeval *tv)
2459 {
2460         int r;
2461         struct timeval poll_timeout;
2462
2463         if (!TIMEVAL_IS_VALID(tv))
2464                 return LIBUSB_ERROR_INVALID_PARAM;
2465
2466         ctx = usbi_get_context(ctx);
2467         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2468         if (r) {
2469                 /* timeout already expired */
2470                 handle_timeouts(ctx);
2471                 return 0;
2472         }
2473
2474         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2475 }
2476
2477 /** \ingroup libusb_poll
2478  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2479  * when monitoring libusb's file descriptors.
2480  *
2481  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2482  * libusb's file descriptors in their own main loop (\ref libusb_pollmain).
2483  *
2484  * Ordinarily, libusb's event handler needs to be called into at specific
2485  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2486  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2487  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2488  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2489  * library at that time.
2490  *
2491  * Some platforms supported by libusb do not come with this baggage - any
2492  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2493  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2494  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2495  * platform.
2496  *
2497  * Since v1.0.5.
2498  *
2499  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2500  * \returns 0 if you must call into libusb at times determined by
2501  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2502  * or through regular activity on the file descriptors.
2503  * \ref libusb_pollmain "Polling libusb file descriptors for event handling"
2504  */
2505 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2506 {
2507         ctx = usbi_get_context(ctx);
2508         return usbi_using_timer(ctx);
2509 }
2510
2511 /** \ingroup libusb_poll
2512  * Determine the next internal timeout that libusb needs to handle. You only
2513  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2514  * on libusb's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2515  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2516  *
2517  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2518  * long to wait for select() or poll() to return results. libusb needs to be
2519  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2520  * your select() or poll() call.
2521  *
2522  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2523  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusb can handle the timeout.
2524  *
2525  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2526  * the case, it indicates that libusb has a timeout that has already expired
2527  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2528  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2529  *
2530  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2531  * timeouts). See \ref polltime.
2532  *
2533  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2534  * \param tv output location for a relative time against the current
2535  * clock in which libusb must be called into in order to process timeout events
2536  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2537  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2538  */
2539 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2540         struct timeval *tv)
2541 {
2542         struct usbi_transfer *itransfer;
2543         struct timespec systime;
2544         struct timespec next_timeout = { 0, 0 };
2545
2546         ctx = usbi_get_context(ctx);
2547         if (usbi_using_timer(ctx))
2548                 return 0;
2549
2550         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2551         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2552                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2553                 usbi_dbg(ctx, "no URBs, no timeout!");
2554                 return 0;
2555         }
2556
2557         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2558         for_each_transfer(ctx, itransfer) {
2559                 if (itransfer->timeout_flags & (USBI_TRANSFER_TIMEOUT_HANDLED | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2560                         continue;
2561
2562                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're done looking */
2563                 if (!TIMESPEC_IS_SET(&itransfer->timeout))
2564                         break;
2565
2566                 next_timeout = itransfer->timeout;
2567                 break;
2568         }
2569         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2570
2571         if (!TIMESPEC_IS_SET(&next_timeout)) {
2572                 usbi_dbg(ctx, "no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2573                 return 0;
2574         }
2575
2576         usbi_get_monotonic_time(&systime);
2577
2578         if (!TIMESPEC_CMP(&systime, &next_timeout, <)) {
2579                 usbi_dbg(ctx, "first timeout already expired");
2580                 timerclear(tv);
2581         } else {
2582                 TIMESPEC_SUB(&next_timeout, &systime, &next_timeout);
2583                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(tv, &next_timeout);
2584                 usbi_dbg(ctx, "next timeout in %ld.%06lds", (long)tv->tv_sec, (long)tv->tv_usec);
2585         }
2586
2587         return 1;
2588 }
2589
2590 /** \ingroup libusb_poll
2591  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2592  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2593  * that libusb uses as an event source.
2594  *
2595  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2596  *
2597  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2598  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2599  *
2600  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2601  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2602  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2603  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2604  *
2605  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2606  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2607  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2608  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2609  * passing context information)
2610  */
2611 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2612         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2613         void *user_data)
2614 {
2615 #if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
2616         ctx = usbi_get_context(ctx);
2617         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2618         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2619         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2620 #else
2621         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2622                 "is not yet supported on Windows");
2623         UNUSED(added_cb);
2624         UNUSED(removed_cb);
2625         UNUSED(user_data);
2626 #endif
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Interrupt the iteration of the event handling thread, so that it picks
2631  * up the event source change. Callers of this function must hold the event_data_lock.
2632  */
2633 static void usbi_event_source_notification(struct libusb_context *ctx)
2634 {
2635         unsigned int event_flags;
2636
2637         /* Record that there is a new poll fd.
2638          * Only signal an event if there are no prior pending events. */
2639         event_flags = ctx->event_flags;
2640         ctx->event_flags |= USBI_EVENT_EVENT_SOURCES_MODIFIED;
2641         if (!event_flags)
2642                 usbi_signal_event(&ctx->event);
2643 }
2644
2645 /* Add an event source to the list of event sources to be monitored.
2646  * poll_events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2647  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2648 int usbi_add_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle, short poll_events)
2649 {
2650         struct usbi_event_source *ievent_source = malloc(sizeof(*ievent_source));
2651
2652         if (!ievent_source)
2653                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2654
2655         usbi_dbg(ctx, "add " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " events %d", os_handle, poll_events);
2656         ievent_source->data.os_handle = os_handle;
2657         ievent_source->data.poll_events = poll_events;
2658         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2659         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->event_sources);
2660         usbi_event_source_notification(ctx);
2661         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2662
2663 #if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
2664         if (ctx->fd_added_cb)
2665                 ctx->fd_added_cb(os_handle, poll_events, ctx->fd_cb_user_data);
2666 #endif
2667
2668         return 0;
2669 }
2670
2671 /* Remove an event source from the list of event sources to be monitored. */
2672 void usbi_remove_event_source(struct libusb_context *ctx, usbi_os_handle_t os_handle)
2673 {
2674         struct usbi_event_source *ievent_source;
2675         int found = 0;
2676
2677         usbi_dbg(ctx, "remove " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING, os_handle);
2678         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2679         for_each_event_source(ctx, ievent_source) {
2680                 if (ievent_source->data.os_handle == os_handle) {
2681                         found = 1;
2682                         break;
2683                 }
2684         }
2685
2686         if (!found) {
2687                 usbi_dbg(ctx, "couldn't find " USBI_OS_HANDLE_FORMAT_STRING " to remove", os_handle);
2688                 usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2689                 return;
2690         }
2691
2692         list_del(&ievent_source->list);
2693         list_add_tail(&ievent_source->list, &ctx->removed_event_sources);
2694         usbi_event_source_notification(ctx);
2695         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2696
2697 #if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
2698         if (ctx->fd_removed_cb)
2699                 ctx->fd_removed_cb(os_handle, ctx->fd_cb_user_data);
2700 #endif
2701 }
2702
2703 /** \ingroup libusb_poll
2704  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2705  * as libusb event sources.
2706  *
2707  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with libusb_free_pollfds()
2708  * when done. The actual list contents must not be touched.
2709  *
2710  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2711  * available on Windows and will always return NULL.
2712  *
2713  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2714  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2715  * \returns NULL on error
2716  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2717  */
2718 DEFAULT_VISIBILITY
2719 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2720         libusb_context *ctx)
2721 {
2722 #if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
2723         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2724         struct usbi_event_source *ievent_source;
2725         size_t i;
2726
2727         static_assert(sizeof(struct usbi_event_source_data) == sizeof(struct libusb_pollfd),
2728                       "mismatch between usbi_event_source_data and libusb_pollfd sizes");
2729
2730         ctx = usbi_get_context(ctx);
2731
2732         usbi_mutex_lock(&ctx->event_data_lock);
2733
2734         i = 0;
2735         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2736                 i++;
2737
2738         ret = calloc(i + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2739         if (!ret)
2740                 goto out;
2741
2742         i = 0;
2743         for_each_event_source(ctx, ievent_source)
2744                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *)ievent_source;
2745
2746 out:
2747         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_data_lock);
2748         return (const struct libusb_pollfd **)ret;
2749 #else
2750         usbi_err(ctx, "external polling of libusb's internal event sources " \
2751                 "is not yet supported on Windows");
2752         return NULL;
2753 #endif
2754 }
2755
2756 /** \ingroup libusb_poll
2757  * Free a list of libusb_pollfd structures. This should be called for all
2758  * pollfd lists allocated with libusb_get_pollfds().
2759  *
2760  * Since version 1.0.20, \ref LIBUSB_API_VERSION >= 0x01000104
2761  *
2762  * It is legal to call this function with a NULL pollfd list. In this case,
2763  * the function will simply do nothing.
2764  *
2765  * \param pollfds the list of libusb_pollfd structures to free
2766  */
2767 void API_EXPORTED libusb_free_pollfds(const struct libusb_pollfd **pollfds)
2768 {
2769 #if !defined(PLATFORM_WINDOWS)
2770         free((void *)pollfds);
2771 #else
2772         UNUSED(pollfds);
2773 #endif
2774 }
2775
2776 /* Backends may call this from handle_events to report disconnection of a
2777  * device. This function ensures transfers get cancelled appropriately.
2778  * Callers of this function must hold the events_lock.
2779  */
2780 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *dev_handle)
2781 {
2782         struct libusb_context *ctx = HANDLE_CTX(dev_handle);
2783         struct usbi_transfer *cur;
2784         struct usbi_transfer *to_cancel;
2785
2786         usbi_dbg(ctx, "device %d.%d",
2787                 dev_handle->dev->bus_number, dev_handle->dev->device_address);
2788
2789         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2790          * status code.
2791          *
2792          * when we find a transfer for this device on the list, there are two
2793          * possible scenarios:
2794          * 1. the transfer is currently in-flight, in which case we terminate the
2795          *    transfer here
2796          * 2. the transfer has been added to the flying transfer list by
2797          *    libusb_submit_transfer, has failed to submit and
2798          *    libusb_submit_transfer is waiting for us to release the
2799          *    flying_transfers_lock to remove it, so we ignore it
2800          */
2801
2802         while (1) {
2803                 to_cancel = NULL;
2804                 usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2805                 for_each_transfer(ctx, cur) {
2806                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == dev_handle) {
2807                                 usbi_mutex_lock(&cur->lock);
2808                                 if (cur->state_flags & USBI_TRANSFER_IN_FLIGHT)
2809                                         to_cancel = cur;
2810                                 usbi_mutex_unlock(&cur->lock);
2811
2812                                 if (to_cancel)
2813                                         break;
2814                         }
2815                 }
2816                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2817
2818                 if (!to_cancel)
2819                         break;
2820
2821                 usbi_dbg(ctx, "cancelling transfer %p from disconnect",
2822                          USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(to_cancel));
2823
2824                 usbi_mutex_lock(&to_cancel->lock);
2825                 usbi_backend.clear_transfer_priv(to_cancel);
2826                 usbi_mutex_unlock(&to_cancel->lock);
2827                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2828         }
2829 }