d06d3753ddc2d79d9cc002d97d2b0cd44597c40f
[platform/upstream/libusb.git] / libusb / io.c
1 /*
2  * I/O functions for libusbx
3  * Copyright © 2007-2009 Daniel Drake <dsd@gentoo.org>
4  * Copyright © 2001 Johannes Erdfelt <johannes@erdfelt.com>
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <config.h>
22 #include <errno.h>
23 #include <signal.h>
24 #include <stdint.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include <string.h>
27 #include <time.h>
28
29 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
30 #include <sys/time.h>
31 #endif
32
33 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
34 #include <sys/timerfd.h>
35 #endif
36
37 #include "libusbi.h"
38
39 /**
40  * \page io Synchronous and asynchronous device I/O
41  *
42  * \section intro Introduction
43  *
44  * If you're using libusbx in your application, you're probably wanting to
45  * perform I/O with devices - you want to perform USB data transfers.
46  *
47  * libusbx offers two separate interfaces for device I/O. This page aims to
48  * introduce the two in order to help you decide which one is more suitable
49  * for your application. You can also choose to use both interfaces in your
50  * application by considering each transfer on a case-by-case basis.
51  *
52  * Once you have read through the following discussion, you should consult the
53  * detailed API documentation pages for the details:
54  * - \ref syncio
55  * - \ref asyncio
56  *
57  * \section theory Transfers at a logical level
58  *
59  * At a logical level, USB transfers typically happen in two parts. For
60  * example, when reading data from a endpoint:
61  * -# A request for data is sent to the device
62  * -# Some time later, the incoming data is received by the host
63  *
64  * or when writing data to an endpoint:
65  *
66  * -# The data is sent to the device
67  * -# Some time later, the host receives acknowledgement from the device that
68  *    the data has been transferred.
69  *
70  * There may be an indefinite delay between the two steps. Consider a
71  * fictional USB input device with a button that the user can press. In order
72  * to determine when the button is pressed, you would likely submit a request
73  * to read data on a bulk or interrupt endpoint and wait for data to arrive.
74  * Data will arrive when the button is pressed by the user, which is
75  * potentially hours later.
76  *
77  * libusbx offers both a synchronous and an asynchronous interface to performing
78  * USB transfers. The main difference is that the synchronous interface
79  * combines both steps indicated above into a single function call, whereas
80  * the asynchronous interface separates them.
81  *
82  * \section sync The synchronous interface
83  *
84  * The synchronous I/O interface allows you to perform a USB transfer with
85  * a single function call. When the function call returns, the transfer has
86  * completed and you can parse the results.
87  *
88  * If you have used the libusb-0.1 before, this I/O style will seem familar to
89  * you. libusb-0.1 only offered a synchronous interface.
90  *
91  * In our input device example, to read button presses you might write code
92  * in the following style:
93 \code
94 unsigned char data[4];
95 int actual_length;
96 int r = libusb_bulk_transfer(handle, LIBUSB_ENDPOINT_IN, data, sizeof(data), &actual_length, 0);
97 if (r == 0 && actual_length == sizeof(data)) {
98         // results of the transaction can now be found in the data buffer
99         // parse them here and report button press
100 } else {
101         error();
102 }
103 \endcode
104  *
105  * The main advantage of this model is simplicity: you did everything with
106  * a single simple function call.
107  *
108  * However, this interface has its limitations. Your application will sleep
109  * inside libusb_bulk_transfer() until the transaction has completed. If it
110  * takes the user 3 hours to press the button, your application will be
111  * sleeping for that long. Execution will be tied up inside the library -
112  * the entire thread will be useless for that duration.
113  *
114  * Another issue is that by tieing up the thread with that single transaction
115  * there is no possibility of performing I/O with multiple endpoints and/or
116  * multiple devices simultaneously, unless you resort to creating one thread
117  * per transaction.
118  *
119  * Additionally, there is no opportunity to cancel the transfer after the
120  * request has been submitted.
121  *
122  * For details on how to use the synchronous API, see the
123  * \ref syncio "synchronous I/O API documentation" pages.
124  *
125  * \section async The asynchronous interface
126  *
127  * Asynchronous I/O is the most significant new feature in libusb-1.0.
128  * Although it is a more complex interface, it solves all the issues detailed
129  * above.
130  *
131  * Instead of providing which functions that block until the I/O has complete,
132  * libusbx's asynchronous interface presents non-blocking functions which
133  * begin a transfer and then return immediately. Your application passes a
134  * callback function pointer to this non-blocking function, which libusbx will
135  * call with the results of the transaction when it has completed.
136  *
137  * Transfers which have been submitted through the non-blocking functions
138  * can be cancelled with a separate function call.
139  *
140  * The non-blocking nature of this interface allows you to be simultaneously
141  * performing I/O to multiple endpoints on multiple devices, without having
142  * to use threads.
143  *
144  * This added flexibility does come with some complications though:
145  * - In the interest of being a lightweight library, libusbx does not create
146  * threads and can only operate when your application is calling into it. Your
147  * application must call into libusbx from it's main loop when events are ready
148  * to be handled, or you must use some other scheme to allow libusbx to
149  * undertake whatever work needs to be done.
150  * - libusbx also needs to be called into at certain fixed points in time in
151  * order to accurately handle transfer timeouts.
152  * - Memory handling becomes more complex. You cannot use stack memory unless
153  * the function with that stack is guaranteed not to return until the transfer
154  * callback has finished executing.
155  * - You generally lose some linearity from your code flow because submitting
156  * the transfer request is done in a separate function from where the transfer
157  * results are handled. This becomes particularly obvious when you want to
158  * submit a second transfer based on the results of an earlier transfer.
159  *
160  * Internally, libusbx's synchronous interface is expressed in terms of function
161  * calls to the asynchronous interface.
162  *
163  * For details on how to use the asynchronous API, see the
164  * \ref asyncio "asynchronous I/O API" documentation pages.
165  */
166
167
168 /**
169  * \page packetoverflow Packets and overflows
170  *
171  * \section packets Packet abstraction
172  *
173  * The USB specifications describe how data is transmitted in packets, with
174  * constraints on packet size defined by endpoint descriptors. The host must
175  * not send data payloads larger than the endpoint's maximum packet size.
176  *
177  * libusbx and the underlying OS abstract out the packet concept, allowing you
178  * to request transfers of any size. Internally, the request will be divided
179  * up into correctly-sized packets. You do not have to be concerned with
180  * packet sizes, but there is one exception when considering overflows.
181  *
182  * \section overflow Bulk/interrupt transfer overflows
183  *
184  * When requesting data on a bulk endpoint, libusbx requires you to supply a
185  * buffer and the maximum number of bytes of data that libusbx can put in that
186  * buffer. However, the size of the buffer is not communicated to the device -
187  * the device is just asked to send any amount of data.
188  *
189  * There is no problem if the device sends an amount of data that is less than
190  * or equal to the buffer size. libusbx reports this condition to you through
191  * the \ref libusb_transfer::actual_length "libusb_transfer.actual_length"
192  * field.
193  *
194  * Problems may occur if the device attempts to send more data than can fit in
195  * the buffer. libusbx reports LIBUSB_TRANSFER_OVERFLOW for this condition but
196  * other behaviour is largely undefined: actual_length may or may not be
197  * accurate, the chunk of data that can fit in the buffer (before overflow)
198  * may or may not have been transferred.
199  *
200  * Overflows are nasty, but can be avoided. Even though you were told to
201  * ignore packets above, think about the lower level details: each transfer is
202  * split into packets (typically small, with a maximum size of 512 bytes).
203  * Overflows can only happen if the final packet in an incoming data transfer
204  * is smaller than the actual packet that the device wants to transfer.
205  * Therefore, you will never see an overflow if your transfer buffer size is a
206  * multiple of the endpoint's packet size: the final packet will either
207  * fill up completely or will be only partially filled.
208  */
209
210 /**
211  * @defgroup asyncio Asynchronous device I/O
212  *
213  * This page details libusbx's asynchronous (non-blocking) API for USB device
214  * I/O. This interface is very powerful but is also quite complex - you will
215  * need to read this page carefully to understand the necessary considerations
216  * and issues surrounding use of this interface. Simplistic applications
217  * may wish to consider the \ref syncio "synchronous I/O API" instead.
218  *
219  * The asynchronous interface is built around the idea of separating transfer
220  * submission and handling of transfer completion (the synchronous model
221  * combines both of these into one). There may be a long delay between
222  * submission and completion, however the asynchronous submission function
223  * is non-blocking so will return control to your application during that
224  * potentially long delay.
225  *
226  * \section asyncabstraction Transfer abstraction
227  *
228  * For the asynchronous I/O, libusbx implements the concept of a generic
229  * transfer entity for all types of I/O (control, bulk, interrupt,
230  * isochronous). The generic transfer object must be treated slightly
231  * differently depending on which type of I/O you are performing with it.
232  *
233  * This is represented by the public libusb_transfer structure type.
234  *
235  * \section asynctrf Asynchronous transfers
236  *
237  * We can view asynchronous I/O as a 5 step process:
238  * -# <b>Allocation</b>: allocate a libusb_transfer
239  * -# <b>Filling</b>: populate the libusb_transfer instance with information
240  *    about the transfer you wish to perform
241  * -# <b>Submission</b>: ask libusbx to submit the transfer
242  * -# <b>Completion handling</b>: examine transfer results in the
243  *    libusb_transfer structure
244  * -# <b>Deallocation</b>: clean up resources
245  *
246  *
247  * \subsection asyncalloc Allocation
248  *
249  * This step involves allocating memory for a USB transfer. This is the
250  * generic transfer object mentioned above. At this stage, the transfer
251  * is "blank" with no details about what type of I/O it will be used for.
252  *
253  * Allocation is done with the libusb_alloc_transfer() function. You must use
254  * this function rather than allocating your own transfers.
255  *
256  * \subsection asyncfill Filling
257  *
258  * This step is where you take a previously allocated transfer and fill it
259  * with information to determine the message type and direction, data buffer,
260  * callback function, etc.
261  *
262  * You can either fill the required fields yourself or you can use the
263  * helper functions: libusb_fill_control_transfer(), libusb_fill_bulk_transfer()
264  * and libusb_fill_interrupt_transfer().
265  *
266  * \subsection asyncsubmit Submission
267  *
268  * When you have allocated a transfer and filled it, you can submit it using
269  * libusb_submit_transfer(). This function returns immediately but can be
270  * regarded as firing off the I/O request in the background.
271  *
272  * \subsection asynccomplete Completion handling
273  *
274  * After a transfer has been submitted, one of four things can happen to it:
275  *
276  * - The transfer completes (i.e. some data was transferred)
277  * - The transfer has a timeout and the timeout expires before all data is
278  * transferred
279  * - The transfer fails due to an error
280  * - The transfer is cancelled
281  *
282  * Each of these will cause the user-specified transfer callback function to
283  * be invoked. It is up to the callback function to determine which of the
284  * above actually happened and to act accordingly.
285  *
286  * The user-specified callback is passed a pointer to the libusb_transfer
287  * structure which was used to setup and submit the transfer. At completion
288  * time, libusbx has populated this structure with results of the transfer:
289  * success or failure reason, number of bytes of data transferred, etc. See
290  * the libusb_transfer structure documentation for more information.
291  *
292  * \subsection Deallocation
293  *
294  * When a transfer has completed (i.e. the callback function has been invoked),
295  * you are advised to free the transfer (unless you wish to resubmit it, see
296  * below). Transfers are deallocated with libusb_free_transfer().
297  *
298  * It is undefined behaviour to free a transfer which has not completed.
299  *
300  * \section asyncresubmit Resubmission
301  *
302  * You may be wondering why allocation, filling, and submission are all
303  * separated above where they could reasonably be combined into a single
304  * operation.
305  *
306  * The reason for separation is to allow you to resubmit transfers without
307  * having to allocate new ones every time. This is especially useful for
308  * common situations dealing with interrupt endpoints - you allocate one
309  * transfer, fill and submit it, and when it returns with results you just
310  * resubmit it for the next interrupt.
311  *
312  * \section asynccancel Cancellation
313  *
314  * Another advantage of using the asynchronous interface is that you have
315  * the ability to cancel transfers which have not yet completed. This is
316  * done by calling the libusb_cancel_transfer() function.
317  *
318  * libusb_cancel_transfer() is asynchronous/non-blocking in itself. When the
319  * cancellation actually completes, the transfer's callback function will
320  * be invoked, and the callback function should check the transfer status to
321  * determine that it was cancelled.
322  *
323  * Freeing the transfer after it has been cancelled but before cancellation
324  * has completed will result in undefined behaviour.
325  *
326  * When a transfer is cancelled, some of the data may have been transferred.
327  * libusbx will communicate this to you in the transfer callback. Do not assume
328  * that no data was transferred.
329  *
330  * \section bulk_overflows Overflows on device-to-host bulk/interrupt endpoints
331  *
332  * If your device does not have predictable transfer sizes (or it misbehaves),
333  * your application may submit a request for data on an IN endpoint which is
334  * smaller than the data that the device wishes to send. In some circumstances
335  * this will cause an overflow, which is a nasty condition to deal with. See
336  * the \ref packetoverflow page for discussion.
337  *
338  * \section asyncctrl Considerations for control transfers
339  *
340  * The <tt>libusb_transfer</tt> structure is generic and hence does not
341  * include specific fields for the control-specific setup packet structure.
342  *
343  * In order to perform a control transfer, you must place the 8-byte setup
344  * packet at the start of the data buffer. To simplify this, you could
345  * cast the buffer pointer to type struct libusb_control_setup, or you can
346  * use the helper function libusb_fill_control_setup().
347  *
348  * The wLength field placed in the setup packet must be the length you would
349  * expect to be sent in the setup packet: the length of the payload that
350  * follows (or the expected maximum number of bytes to receive). However,
351  * the length field of the libusb_transfer object must be the length of
352  * the data buffer - i.e. it should be wLength <em>plus</em> the size of
353  * the setup packet (LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE).
354  *
355  * If you use the helper functions, this is simplified for you:
356  * -# Allocate a buffer of size LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE plus the size of the
357  * data you are sending/requesting.
358  * -# Call libusb_fill_control_setup() on the data buffer, using the transfer
359  * request size as the wLength value (i.e. do not include the extra space you
360  * allocated for the control setup).
361  * -# If this is a host-to-device transfer, place the data to be transferred
362  * in the data buffer, starting at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE.
363  * -# Call libusb_fill_control_transfer() to associate the data buffer with
364  * the transfer (and to set the remaining details such as callback and timeout).
365  *   - Note that there is no parameter to set the length field of the transfer.
366  *     The length is automatically inferred from the wLength field of the setup
367  *     packet.
368  * -# Submit the transfer.
369  *
370  * The multi-byte control setup fields (wValue, wIndex and wLength) must
371  * be given in little-endian byte order (the endianness of the USB bus).
372  * Endianness conversion is transparently handled by
373  * libusb_fill_control_setup() which is documented to accept host-endian
374  * values.
375  *
376  * Further considerations are needed when handling transfer completion in
377  * your callback function:
378  * - As you might expect, the setup packet will still be sitting at the start
379  * of the data buffer.
380  * - If this was a device-to-host transfer, the received data will be sitting
381  * at offset LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE into the buffer.
382  * - The actual_length field of the transfer structure is relative to the
383  * wLength of the setup packet, rather than the size of the data buffer. So,
384  * if your wLength was 4, your transfer's <tt>length</tt> was 12, then you
385  * should expect an <tt>actual_length</tt> of 4 to indicate that the data was
386  * transferred in entirity.
387  *
388  * To simplify parsing of setup packets and obtaining the data from the
389  * correct offset, you may wish to use the libusb_control_transfer_get_data()
390  * and libusb_control_transfer_get_setup() functions within your transfer
391  * callback.
392  *
393  * Even though control endpoints do not halt, a completed control transfer
394  * may have a LIBUSB_TRANSFER_STALL status code. This indicates the control
395  * request was not supported.
396  *
397  * \section asyncintr Considerations for interrupt transfers
398  *
399  * All interrupt transfers are performed using the polling interval presented
400  * by the bInterval value of the endpoint descriptor.
401  *
402  * \section asynciso Considerations for isochronous transfers
403  *
404  * Isochronous transfers are more complicated than transfers to
405  * non-isochronous endpoints.
406  *
407  * To perform I/O to an isochronous endpoint, allocate the transfer by calling
408  * libusb_alloc_transfer() with an appropriate number of isochronous packets.
409  *
410  * During filling, set \ref libusb_transfer::type "type" to
411  * \ref libusb_transfer_type::LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS
412  * "LIBUSB_TRANSFER_TYPE_ISOCHRONOUS", and set
413  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" to a value less than
414  * or equal to the number of packets you requested during allocation.
415  * libusb_alloc_transfer() does not set either of these fields for you, given
416  * that you might not even use the transfer on an isochronous endpoint.
417  *
418  * Next, populate the length field for the first num_iso_packets entries in
419  * the \ref libusb_transfer::iso_packet_desc "iso_packet_desc" array. Section
420  * 5.6.3 of the USB2 specifications describe how the maximum isochronous
421  * packet length is determined by the wMaxPacketSize field in the endpoint
422  * descriptor.
423  * Two functions can help you here:
424  *
425  * - libusb_get_max_iso_packet_size() is an easy way to determine the max
426  *   packet size for an isochronous endpoint. Note that the maximum packet
427  *   size is actually the maximum number of bytes that can be transmitted in
428  *   a single microframe, therefore this function multiplies the maximum number
429  *   of bytes per transaction by the number of transaction opportunities per
430  *   microframe.
431  * - libusb_set_iso_packet_lengths() assigns the same length to all packets
432  *   within a transfer, which is usually what you want.
433  *
434  * For outgoing transfers, you'll obviously fill the buffer and populate the
435  * packet descriptors in hope that all the data gets transferred. For incoming
436  * transfers, you must ensure the buffer has sufficient capacity for
437  * the situation where all packets transfer the full amount of requested data.
438  *
439  * Completion handling requires some extra consideration. The
440  * \ref libusb_transfer::actual_length "actual_length" field of the transfer
441  * is meaningless and should not be examined; instead you must refer to the
442  * \ref libusb_iso_packet_descriptor::actual_length "actual_length" field of
443  * each individual packet.
444  *
445  * The \ref libusb_transfer::status "status" field of the transfer is also a
446  * little misleading:
447  *  - If the packets were submitted and the isochronous data microframes
448  *    completed normally, status will have value
449  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
450  *    "LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED". Note that bus errors and software-incurred
451  *    delays are not counted as transfer errors; the transfer.status field may
452  *    indicate COMPLETED even if some or all of the packets failed. Refer to
453  *    the \ref libusb_iso_packet_descriptor::status "status" field of each
454  *    individual packet to determine packet failures.
455  *  - The status field will have value
456  *    \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR
457  *    "LIBUSB_TRANSFER_ERROR" only when serious errors were encountered.
458  *  - Other transfer status codes occur with normal behaviour.
459  *
460  * The data for each packet will be found at an offset into the buffer that
461  * can be calculated as if each prior packet completed in full. The
462  * libusb_get_iso_packet_buffer() and libusb_get_iso_packet_buffer_simple()
463  * functions may help you here.
464  *
465  * \section asyncmem Memory caveats
466  *
467  * In most circumstances, it is not safe to use stack memory for transfer
468  * buffers. This is because the function that fired off the asynchronous
469  * transfer may return before libusbx has finished using the buffer, and when
470  * the function returns it's stack gets destroyed. This is true for both
471  * host-to-device and device-to-host transfers.
472  *
473  * The only case in which it is safe to use stack memory is where you can
474  * guarantee that the function owning the stack space for the buffer does not
475  * return until after the transfer's callback function has completed. In every
476  * other case, you need to use heap memory instead.
477  *
478  * \section asyncflags Fine control
479  *
480  * Through using this asynchronous interface, you may find yourself repeating
481  * a few simple operations many times. You can apply a bitwise OR of certain
482  * flags to a transfer to simplify certain things:
483  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK
484  *   "LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK" results in transfers which transferred
485  *   less than the requested amount of data being marked with status
486  *   \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_ERROR "LIBUSB_TRANSFER_ERROR"
487  *   (they would normally be regarded as COMPLETED)
488  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
489  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" allows you to ask libusbx to free the transfer
490  *   buffer when freeing the transfer.
491  * - \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER
492  *   "LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER" causes libusbx to automatically free the
493  *   transfer after the transfer callback returns.
494  *
495  * \section asyncevent Event handling
496  *
497  * In accordance of the aim of being a lightweight library, libusbx does not
498  * create threads internally. This means that libusbx code does not execute
499  * at any time other than when your application is calling a libusbx function.
500  * However, an asynchronous model requires that libusbx perform work at various
501  * points in time - namely processing the results of previously-submitted
502  * transfers and invoking the user-supplied callback function.
503  *
504  * This gives rise to the libusb_handle_events() function which your
505  * application must call into when libusbx has work do to. This gives libusbx
506  * the opportunity to reap pending transfers, invoke callbacks, etc.
507  *
508  * The first issue to discuss here is how your application can figure out
509  * when libusbx has work to do. In fact, there are two naive options which
510  * do not actually require your application to know this:
511  * -# Periodically call libusb_handle_events() in non-blocking mode at fixed
512  *    short intervals from your main loop
513  * -# Repeatedly call libusb_handle_events() in blocking mode from a dedicated
514  *    thread.
515  *
516  * The first option is plainly not very nice, and will cause unnecessary
517  * CPU wakeups leading to increased power usage and decreased battery life.
518  * The second option is not very nice either, but may be the nicest option
519  * available to you if the "proper" approach can not be applied to your
520  * application (read on...).
521  *
522  * The recommended option is to integrate libusbx with your application main
523  * event loop. libusbx exposes a set of file descriptors which allow you to do
524  * this. Your main loop is probably already calling poll() or select() or a
525  * variant on a set of file descriptors for other event sources (e.g. keyboard
526  * button presses, mouse movements, network sockets, etc). You then add
527  * libusbx's file descriptors to your poll()/select() calls, and when activity
528  * is detected on such descriptors you know it is time to call
529  * libusb_handle_events().
530  *
531  * There is one final event handling complication. libusbx supports
532  * asynchronous transfers which time out after a specified time period, and
533  * this requires that libusbx is called into at or after the timeout so that
534  * the timeout can be handled. So, in addition to considering libusbx's file
535  * descriptors in your main event loop, you must also consider that libusbx
536  * sometimes needs to be called into at fixed points in time even when there
537  * is no file descriptor activity.
538  *
539  * For the details on retrieving the set of file descriptors and determining
540  * the next timeout, see the \ref poll "polling and timing" API documentation.
541  */
542
543 /**
544  * @defgroup poll Polling and timing
545  *
546  * This page documents libusbx's functions for polling events and timing.
547  * These functions are only necessary for users of the
548  * \ref asyncio "asynchronous API". If you are only using the simpler
549  * \ref syncio "synchronous API" then you do not need to ever call these
550  * functions.
551  *
552  * The justification for the functionality described here has already been
553  * discussed in the \ref asyncevent "event handling" section of the
554  * asynchronous API documentation. In summary, libusbx does not create internal
555  * threads for event processing and hence relies on your application calling
556  * into libusbx at certain points in time so that pending events can be handled.
557  * In order to know precisely when libusbx needs to be called into, libusbx
558  * offers you a set of pollable file descriptors and information about when
559  * the next timeout expires.
560  *
561  * If you are using the asynchronous I/O API, you must take one of the two
562  * following options, otherwise your I/O will not complete.
563  *
564  * \section pollsimple The simple option
565  *
566  * If your application revolves solely around libusbx and does not need to
567  * handle other event sources, you can have a program structure as follows:
568 \code
569 // initialize libusbx
570 // find and open device
571 // maybe fire off some initial async I/O
572
573 while (user_has_not_requested_exit)
574         libusb_handle_events(ctx);
575
576 // clean up and exit
577 \endcode
578  *
579  * With such a simple main loop, you do not have to worry about managing
580  * sets of file descriptors or handling timeouts. libusb_handle_events() will
581  * handle those details internally.
582  *
583  * \section pollmain The more advanced option
584  *
585  * \note This functionality is currently only available on Unix-like platforms.
586  * On Windows, libusb_get_pollfds() simply returns NULL. Exposing event sources
587  * on Windows will require some further thought and design.
588  *
589  * In more advanced applications, you will already have a main loop which
590  * is monitoring other event sources: network sockets, X11 events, mouse
591  * movements, etc. Through exposing a set of file descriptors, libusbx is
592  * designed to cleanly integrate into such main loops.
593  *
594  * In addition to polling file descriptors for the other event sources, you
595  * take a set of file descriptors from libusbx and monitor those too. When you
596  * detect activity on libusbx's file descriptors, you call
597  * libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode.
598  *
599  * What's more, libusbx may also need to handle events at specific moments in
600  * time. No file descriptor activity is generated at these times, so your
601  * own application needs to be continually aware of when the next one of these
602  * moments occurs (through calling libusb_get_next_timeout()), and then it
603  * needs to call libusb_handle_events_timeout() in non-blocking mode when
604  * these moments occur. This means that you need to adjust your
605  * poll()/select() timeout accordingly.
606  *
607  * libusbx provides you with a set of file descriptors to poll and expects you
608  * to poll all of them, treating them as a single entity. The meaning of each
609  * file descriptor in the set is an internal implementation detail,
610  * platform-dependent and may vary from release to release. Don't try and
611  * interpret the meaning of the file descriptors, just do as libusbx indicates,
612  * polling all of them at once.
613  *
614  * In pseudo-code, you want something that looks like:
615 \code
616 // initialise libusbx
617
618 libusb_get_pollfds(ctx)
619 while (user has not requested application exit) {
620         libusb_get_next_timeout(ctx);
621         poll(on libusbx file descriptors plus any other event sources of interest,
622                 using a timeout no larger than the value libusbx just suggested)
623         if (poll() indicated activity on libusbx file descriptors)
624                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
625         if (time has elapsed to or beyond the libusbx timeout)
626                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
627         // handle events from other sources here
628 }
629
630 // clean up and exit
631 \endcode
632  *
633  * \subsection polltime Notes on time-based events
634  *
635  * The above complication with having to track time and call into libusbx at
636  * specific moments is a bit of a headache. For maximum compatibility, you do
637  * need to write your main loop as above, but you may decide that you can
638  * restrict the supported platforms of your application and get away with
639  * a more simplistic scheme.
640  *
641  * These time-based event complications are \b not required on the following
642  * platforms:
643  *  - Darwin
644  *  - Linux, provided that the following version requirements are satisfied:
645  *   - Linux v2.6.27 or newer, compiled with timerfd support
646  *   - glibc v2.9 or newer
647  *   - libusbx v1.0.5 or newer
648  *
649  * Under these configurations, libusb_get_next_timeout() will \em always return
650  * 0, so your main loop can be simplified to:
651 \code
652 // initialise libusbx
653
654 libusb_get_pollfds(ctx)
655 while (user has not requested application exit) {
656         poll(on libusbx file descriptors plus any other event sources of interest,
657                 using any timeout that you like)
658         if (poll() indicated activity on libusbx file descriptors)
659                 libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
660         // handle events from other sources here
661 }
662
663 // clean up and exit
664 \endcode
665  *
666  * Do remember that if you simplify your main loop to the above, you will
667  * lose compatibility with some platforms (including legacy Linux platforms,
668  * and <em>any future platforms supported by libusbx which may have time-based
669  * event requirements</em>). The resultant problems will likely appear as
670  * strange bugs in your application.
671  *
672  * You can use the libusb_pollfds_handle_timeouts() function to do a runtime
673  * check to see if it is safe to ignore the time-based event complications.
674  * If your application has taken the shortcut of ignoring libusbx's next timeout
675  * in your main loop, then you are advised to check the return value of
676  * libusb_pollfds_handle_timeouts() during application startup, and to abort
677  * if the platform does suffer from these timing complications.
678  *
679  * \subsection fdsetchange Changes in the file descriptor set
680  *
681  * The set of file descriptors that libusbx uses as event sources may change
682  * during the life of your application. Rather than having to repeatedly
683  * call libusb_get_pollfds(), you can set up notification functions for when
684  * the file descriptor set changes using libusb_set_pollfd_notifiers().
685  *
686  * \subsection mtissues Multi-threaded considerations
687  *
688  * Unfortunately, the situation is complicated further when multiple threads
689  * come into play. If two threads are monitoring the same file descriptors,
690  * the fact that only one thread will be woken up when an event occurs causes
691  * some headaches.
692  *
693  * The events lock, event waiters lock, and libusb_handle_events_locked()
694  * entities are added to solve these problems. You do not need to be concerned
695  * with these entities otherwise.
696  *
697  * See the extra documentation: \ref mtasync
698  */
699
700 /** \page mtasync Multi-threaded applications and asynchronous I/O
701  *
702  * libusbx is a thread-safe library, but extra considerations must be applied
703  * to applications which interact with libusbx from multiple threads.
704  *
705  * The underlying issue that must be addressed is that all libusbx I/O
706  * revolves around monitoring file descriptors through the poll()/select()
707  * system calls. This is directly exposed at the
708  * \ref asyncio "asynchronous interface" but it is important to note that the
709  * \ref syncio "synchronous interface" is implemented on top of the
710  * asynchonrous interface, therefore the same considerations apply.
711  *
712  * The issue is that if two or more threads are concurrently calling poll()
713  * or select() on libusbx's file descriptors then only one of those threads
714  * will be woken up when an event arrives. The others will be completely
715  * oblivious that anything has happened.
716  *
717  * Consider the following pseudo-code, which submits an asynchronous transfer
718  * then waits for its completion. This style is one way you could implement a
719  * synchronous interface on top of the asynchronous interface (and libusbx
720  * does something similar, albeit more advanced due to the complications
721  * explained on this page).
722  *
723 \code
724 void cb(struct libusb_transfer *transfer)
725 {
726         int *completed = transfer->user_data;
727         *completed = 1;
728 }
729
730 void myfunc() {
731         struct libusb_transfer *transfer;
732         unsigned char buffer[LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE];
733         int completed = 0;
734
735         transfer = libusb_alloc_transfer(0);
736         libusb_fill_control_setup(buffer,
737                 LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0x04, 0x01, 0, 0);
738         libusb_fill_control_transfer(transfer, dev, buffer, cb, &completed, 1000);
739         libusb_submit_transfer(transfer);
740
741         while (!completed) {
742                 poll(libusbx file descriptors, 120*1000);
743                 if (poll indicates activity)
744                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
745         }
746         printf("completed!");
747         // other code here
748 }
749 \endcode
750  *
751  * Here we are <em>serializing</em> completion of an asynchronous event
752  * against a condition - the condition being completion of a specific transfer.
753  * The poll() loop has a long timeout to minimize CPU usage during situations
754  * when nothing is happening (it could reasonably be unlimited).
755  *
756  * If this is the only thread that is polling libusbx's file descriptors, there
757  * is no problem: there is no danger that another thread will swallow up the
758  * event that we are interested in. On the other hand, if there is another
759  * thread polling the same descriptors, there is a chance that it will receive
760  * the event that we were interested in. In this situation, <tt>myfunc()</tt>
761  * will only realise that the transfer has completed on the next iteration of
762  * the loop, <em>up to 120 seconds later.</em> Clearly a two-minute delay is
763  * undesirable, and don't even think about using short timeouts to circumvent
764  * this issue!
765  *
766  * The solution here is to ensure that no two threads are ever polling the
767  * file descriptors at the same time. A naive implementation of this would
768  * impact the capabilities of the library, so libusbx offers the scheme
769  * documented below to ensure no loss of functionality.
770  *
771  * Before we go any further, it is worth mentioning that all libusb-wrapped
772  * event handling procedures fully adhere to the scheme documented below.
773  * This includes libusb_handle_events() and its variants, and all the
774  * synchronous I/O functions - libusbx hides this headache from you.
775  *
776  * \section Using libusb_handle_events() from multiple threads
777  *
778  * Even when only using libusb_handle_events() and synchronous I/O functions,
779  * you can still have a race condition. You might be tempted to solve the
780  * above with libusb_handle_events() like so:
781  *
782 \code
783         libusb_submit_transfer(transfer);
784
785         while (!completed) {
786                 libusb_handle_events(ctx);
787         }
788         printf("completed!");
789 \endcode
790  *
791  * This however has a race between the checking of completed and
792  * libusb_handle_events() acquiring the events lock, so another thread
793  * could have completed the transfer, resulting in this thread hanging
794  * until either a timeout or another event occurs. See also commit
795  * 6696512aade99bb15d6792af90ae329af270eba6 which fixes this in the
796  * synchronous API implementation of libusb.
797  *
798  * Fixing this race requires checking the variable completed only after
799  * taking the event lock, which defeats the concept of just calling
800  * libusb_handle_events() without worrying about locking. This is why
801  * libusb-1.0.9 introduces the new libusb_handle_events_timeout_completed()
802  * and libusb_handle_events_completed() functions, which handles doing the
803  * completion check for you after they have acquired the lock:
804  *
805 \code
806         libusb_submit_transfer(transfer);
807
808         while (!completed) {
809                 libusb_handle_events_completed(ctx, &completed);
810         }
811         printf("completed!");
812 \endcode
813  *
814  * This nicely fixes the race in our example. Note that if all you want to
815  * do is submit a single transfer and wait for its completion, then using
816  * one of the synchronous I/O functions is much easier.
817  *
818  * \section eventlock The events lock
819  *
820  * The problem is when we consider the fact that libusbx exposes file
821  * descriptors to allow for you to integrate asynchronous USB I/O into
822  * existing main loops, effectively allowing you to do some work behind
823  * libusbx's back. If you do take libusbx's file descriptors and pass them to
824  * poll()/select() yourself, you need to be aware of the associated issues.
825  *
826  * The first concept to be introduced is the events lock. The events lock
827  * is used to serialize threads that want to handle events, such that only
828  * one thread is handling events at any one time.
829  *
830  * You must take the events lock before polling libusbx file descriptors,
831  * using libusb_lock_events(). You must release the lock as soon as you have
832  * aborted your poll()/select() loop, using libusb_unlock_events().
833  *
834  * \section threadwait Letting other threads do the work for you
835  *
836  * Although the events lock is a critical part of the solution, it is not
837  * enough on it's own. You might wonder if the following is sufficient...
838 \code
839         libusb_lock_events(ctx);
840         while (!completed) {
841                 poll(libusbx file descriptors, 120*1000);
842                 if (poll indicates activity)
843                         libusb_handle_events_timeout(ctx, &zero_tv);
844         }
845         libusb_unlock_events(ctx);
846 \endcode
847  * ...and the answer is that it is not. This is because the transfer in the
848  * code shown above may take a long time (say 30 seconds) to complete, and
849  * the lock is not released until the transfer is completed.
850  *
851  * Another thread with similar code that wants to do event handling may be
852  * working with a transfer that completes after a few milliseconds. Despite
853  * having such a quick completion time, the other thread cannot check that
854  * status of its transfer until the code above has finished (30 seconds later)
855  * due to contention on the lock.
856  *
857  * To solve this, libusbx offers you a mechanism to determine when another
858  * thread is handling events. It also offers a mechanism to block your thread
859  * until the event handling thread has completed an event (and this mechanism
860  * does not involve polling of file descriptors).
861  *
862  * After determining that another thread is currently handling events, you
863  * obtain the <em>event waiters</em> lock using libusb_lock_event_waiters().
864  * You then re-check that some other thread is still handling events, and if
865  * so, you call libusb_wait_for_event().
866  *
867  * libusb_wait_for_event() puts your application to sleep until an event
868  * occurs, or until a thread releases the events lock. When either of these
869  * things happen, your thread is woken up, and should re-check the condition
870  * it was waiting on. It should also re-check that another thread is handling
871  * events, and if not, it should start handling events itself.
872  *
873  * This looks like the following, as pseudo-code:
874 \code
875 retry:
876 if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
877         // we obtained the event lock: do our own event handling
878         while (!completed) {
879                 if (!libusb_event_handling_ok(ctx)) {
880                         libusb_unlock_events(ctx);
881                         goto retry;
882                 }
883                 poll(libusbx file descriptors, 120*1000);
884                 if (poll indicates activity)
885                         libusb_handle_events_locked(ctx, 0);
886         }
887         libusb_unlock_events(ctx);
888 } else {
889         // another thread is doing event handling. wait for it to signal us that
890         // an event has completed
891         libusb_lock_event_waiters(ctx);
892
893         while (!completed) {
894                 // now that we have the event waiters lock, double check that another
895                 // thread is still handling events for us. (it may have ceased handling
896                 // events in the time it took us to reach this point)
897                 if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
898                         // whoever was handling events is no longer doing so, try again
899                         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
900                         goto retry;
901                 }
902
903                 libusb_wait_for_event(ctx, NULL);
904         }
905         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
906 }
907 printf("completed!\n");
908 \endcode
909  *
910  * A naive look at the above code may suggest that this can only support
911  * one event waiter (hence a total of 2 competing threads, the other doing
912  * event handling), because the event waiter seems to have taken the event
913  * waiters lock while waiting for an event. However, the system does support
914  * multiple event waiters, because libusb_wait_for_event() actually drops
915  * the lock while waiting, and reaquires it before continuing.
916  *
917  * We have now implemented code which can dynamically handle situations where
918  * nobody is handling events (so we should do it ourselves), and it can also
919  * handle situations where another thread is doing event handling (so we can
920  * piggyback onto them). It is also equipped to handle a combination of
921  * the two, for example, another thread is doing event handling, but for
922  * whatever reason it stops doing so before our condition is met, so we take
923  * over the event handling.
924  *
925  * Four functions were introduced in the above pseudo-code. Their importance
926  * should be apparent from the code shown above.
927  * -# libusb_try_lock_events() is a non-blocking function which attempts
928  *    to acquire the events lock but returns a failure code if it is contended.
929  * -# libusb_event_handling_ok() checks that libusbx is still happy for your
930  *    thread to be performing event handling. Sometimes, libusbx needs to
931  *    interrupt the event handler, and this is how you can check if you have
932  *    been interrupted. If this function returns 0, the correct behaviour is
933  *    for you to give up the event handling lock, and then to repeat the cycle.
934  *    The following libusb_try_lock_events() will fail, so you will become an
935  *    events waiter. For more information on this, read \ref fullstory below.
936  * -# libusb_handle_events_locked() is a variant of
937  *    libusb_handle_events_timeout() that you can call while holding the
938  *    events lock. libusb_handle_events_timeout() itself implements similar
939  *    logic to the above, so be sure not to call it when you are
940  *    "working behind libusbx's back", as is the case here.
941  * -# libusb_event_handler_active() determines if someone is currently
942  *    holding the events lock
943  *
944  * You might be wondering why there is no function to wake up all threads
945  * blocked on libusb_wait_for_event(). This is because libusbx can do this
946  * internally: it will wake up all such threads when someone calls
947  * libusb_unlock_events() or when a transfer completes (at the point after its
948  * callback has returned).
949  *
950  * \subsection fullstory The full story
951  *
952  * The above explanation should be enough to get you going, but if you're
953  * really thinking through the issues then you may be left with some more
954  * questions regarding libusbx's internals. If you're curious, read on, and if
955  * not, skip to the next section to avoid confusing yourself!
956  *
957  * The immediate question that may spring to mind is: what if one thread
958  * modifies the set of file descriptors that need to be polled while another
959  * thread is doing event handling?
960  *
961  * There are 2 situations in which this may happen.
962  * -# libusb_open() will add another file descriptor to the poll set,
963  *    therefore it is desirable to interrupt the event handler so that it
964  *    restarts, picking up the new descriptor.
965  * -# libusb_close() will remove a file descriptor from the poll set. There
966  *    are all kinds of race conditions that could arise here, so it is
967  *    important that nobody is doing event handling at this time.
968  *
969  * libusbx handles these issues internally, so application developers do not
970  * have to stop their event handlers while opening/closing devices. Here's how
971  * it works, focusing on the libusb_close() situation first:
972  *
973  * -# During initialization, libusbx opens an internal pipe, and it adds the read
974  *    end of this pipe to the set of file descriptors to be polled.
975  * -# During libusb_close(), libusbx writes some dummy data on this control pipe.
976  *    This immediately interrupts the event handler. libusbx also records
977  *    internally that it is trying to interrupt event handlers for this
978  *    high-priority event.
979  * -# At this point, some of the functions described above start behaving
980  *    differently:
981  *   - libusb_event_handling_ok() starts returning 1, indicating that it is NOT
982  *     OK for event handling to continue.
983  *   - libusb_try_lock_events() starts returning 1, indicating that another
984  *     thread holds the event handling lock, even if the lock is uncontended.
985  *   - libusb_event_handler_active() starts returning 1, indicating that
986  *     another thread is doing event handling, even if that is not true.
987  * -# The above changes in behaviour result in the event handler stopping and
988  *    giving up the events lock very quickly, giving the high-priority
989  *    libusb_close() operation a "free ride" to acquire the events lock. All
990  *    threads that are competing to do event handling become event waiters.
991  * -# With the events lock held inside libusb_close(), libusbx can safely remove
992  *    a file descriptor from the poll set, in the safety of knowledge that
993  *    nobody is polling those descriptors or trying to access the poll set.
994  * -# After obtaining the events lock, the close operation completes very
995  *    quickly (usually a matter of milliseconds) and then immediately releases
996  *    the events lock.
997  * -# At the same time, the behaviour of libusb_event_handling_ok() and friends
998  *    reverts to the original, documented behaviour.
999  * -# The release of the events lock causes the threads that are waiting for
1000  *    events to be woken up and to start competing to become event handlers
1001  *    again. One of them will succeed; it will then re-obtain the list of poll
1002  *    descriptors, and USB I/O will then continue as normal.
1003  *
1004  * libusb_open() is similar, and is actually a more simplistic case. Upon a
1005  * call to libusb_open():
1006  *
1007  * -# The device is opened and a file descriptor is added to the poll set.
1008  * -# libusbx sends some dummy data on the control pipe, and records that it
1009  *    is trying to modify the poll descriptor set.
1010  * -# The event handler is interrupted, and the same behaviour change as for
1011  *    libusb_close() takes effect, causing all event handling threads to become
1012  *    event waiters.
1013  * -# The libusb_open() implementation takes its free ride to the events lock.
1014  * -# Happy that it has successfully paused the events handler, libusb_open()
1015  *    releases the events lock.
1016  * -# The event waiter threads are all woken up and compete to become event
1017  *    handlers again. The one that succeeds will obtain the list of poll
1018  *    descriptors again, which will include the addition of the new device.
1019  *
1020  * \subsection concl Closing remarks
1021  *
1022  * The above may seem a little complicated, but hopefully I have made it clear
1023  * why such complications are necessary. Also, do not forget that this only
1024  * applies to applications that take libusbx's file descriptors and integrate
1025  * them into their own polling loops.
1026  *
1027  * You may decide that it is OK for your multi-threaded application to ignore
1028  * some of the rules and locks detailed above, because you don't think that
1029  * two threads can ever be polling the descriptors at the same time. If that
1030  * is the case, then that's good news for you because you don't have to worry.
1031  * But be careful here; remember that the synchronous I/O functions do event
1032  * handling internally. If you have one thread doing event handling in a loop
1033  * (without implementing the rules and locking semantics documented above)
1034  * and another trying to send a synchronous USB transfer, you will end up with
1035  * two threads monitoring the same descriptors, and the above-described
1036  * undesirable behaviour occuring. The solution is for your polling thread to
1037  * play by the rules; the synchronous I/O functions do so, and this will result
1038  * in them getting along in perfect harmony.
1039  *
1040  * If you do have a dedicated thread doing event handling, it is perfectly
1041  * legal for it to take the event handling lock for long periods of time. Any
1042  * synchronous I/O functions you call from other threads will transparently
1043  * fall back to the "event waiters" mechanism detailed above. The only
1044  * consideration that your event handling thread must apply is the one related
1045  * to libusb_event_handling_ok(): you must call this before every poll(), and
1046  * give up the events lock if instructed.
1047  */
1048
1049 int usbi_io_init(struct libusb_context *ctx)
1050 {
1051         int r;
1052
1053         usbi_mutex_init(&ctx->flying_transfers_lock, NULL);
1054         usbi_mutex_init(&ctx->pollfds_lock, NULL);
1055         usbi_mutex_init(&ctx->pollfd_modify_lock, NULL);
1056         usbi_mutex_init_recursive(&ctx->events_lock, NULL);
1057         usbi_mutex_init(&ctx->event_waiters_lock, NULL);
1058         usbi_cond_init(&ctx->event_waiters_cond, NULL);
1059         list_init(&ctx->flying_transfers);
1060         list_init(&ctx->pollfds);
1061
1062         /* FIXME should use an eventfd on kernels that support it */
1063         r = usbi_pipe(ctx->ctrl_pipe);
1064         if (r < 0) {
1065                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1066                 goto err;
1067         }
1068
1069         r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0], POLLIN);
1070         if (r < 0)
1071                 goto err_close_pipe;
1072
1073 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1074         ctx->timerfd = timerfd_create(usbi_backend->get_timerfd_clockid(),
1075                 TFD_NONBLOCK);
1076         if (ctx->timerfd >= 0) {
1077                 usbi_dbg("using timerfd for timeouts");
1078                 r = usbi_add_pollfd(ctx, ctx->timerfd, POLLIN);
1079                 if (r < 0) {
1080                         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0]);
1081                         close(ctx->timerfd);
1082                         goto err_close_pipe;
1083                 }
1084         } else {
1085                 usbi_dbg("timerfd not available (code %d error %d)", ctx->timerfd, errno);
1086                 ctx->timerfd = -1;
1087         }
1088 #endif
1089
1090         return 0;
1091
1092 err_close_pipe:
1093         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[0]);
1094         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[1]);
1095 err:
1096         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1097         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfds_lock);
1098         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfd_modify_lock);
1099         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1100         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1101         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1102         return r;
1103 }
1104
1105 void usbi_io_exit(struct libusb_context *ctx)
1106 {
1107         usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->ctrl_pipe[0]);
1108         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[0]);
1109         usbi_close(ctx->ctrl_pipe[1]);
1110 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1111         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1112                 usbi_remove_pollfd(ctx, ctx->timerfd);
1113                 close(ctx->timerfd);
1114         }
1115 #endif
1116         usbi_mutex_destroy(&ctx->flying_transfers_lock);
1117         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfds_lock);
1118         usbi_mutex_destroy(&ctx->pollfd_modify_lock);
1119         usbi_mutex_destroy(&ctx->events_lock);
1120         usbi_mutex_destroy(&ctx->event_waiters_lock);
1121         usbi_cond_destroy(&ctx->event_waiters_cond);
1122 }
1123
1124 static int calculate_timeout(struct usbi_transfer *transfer)
1125 {
1126         int r;
1127         struct timespec current_time;
1128         unsigned int timeout =
1129                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout;
1130
1131         if (!timeout)
1132                 return 0;
1133
1134         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &current_time);
1135         if (r < 0) {
1136                 usbi_err(ITRANSFER_CTX(transfer),
1137                         "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
1138                 return r;
1139         }
1140
1141         current_time.tv_sec += timeout / 1000;
1142         current_time.tv_nsec += (timeout % 1000) * 1000000;
1143
1144         if (current_time.tv_nsec > 1000000000) {
1145                 current_time.tv_nsec -= 1000000000;
1146                 current_time.tv_sec++;
1147         }
1148
1149         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&transfer->timeout, &current_time);
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 /* add a transfer to the (timeout-sorted) active transfers list.
1154  * returns 1 if the transfer has a timeout and it is the timeout next to
1155  * expire */
1156 static int add_to_flying_list(struct usbi_transfer *transfer)
1157 {
1158         struct usbi_transfer *cur;
1159         struct timeval *timeout = &transfer->timeout;
1160         struct libusb_context *ctx = ITRANSFER_CTX(transfer);
1161         int r = 0;
1162         int first = 1;
1163
1164         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1165
1166         /* if we have no other flying transfers, start the list with this one */
1167         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
1168                 list_add(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1169                 if (timerisset(timeout))
1170                         r = 1;
1171                 goto out;
1172         }
1173
1174         /* if we have infinite timeout, append to end of list */
1175         if (!timerisset(timeout)) {
1176                 list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1177                 goto out;
1178         }
1179
1180         /* otherwise, find appropriate place in list */
1181         list_for_each_entry(cur, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1182                 /* find first timeout that occurs after the transfer in question */
1183                 struct timeval *cur_tv = &cur->timeout;
1184
1185                 if (!timerisset(cur_tv) || (cur_tv->tv_sec > timeout->tv_sec) ||
1186                                 (cur_tv->tv_sec == timeout->tv_sec &&
1187                                         cur_tv->tv_usec > timeout->tv_usec)) {
1188                         list_add_tail(&transfer->list, &cur->list);
1189                         r = first;
1190                         goto out;
1191                 }
1192                 first = 0;
1193         }
1194
1195         /* otherwise we need to be inserted at the end */
1196         list_add_tail(&transfer->list, &ctx->flying_transfers);
1197 out:
1198         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1199         return r;
1200 }
1201
1202 /** \ingroup asyncio
1203  * Allocate a libusbx transfer with a specified number of isochronous packet
1204  * descriptors. The returned transfer is pre-initialized for you. When the new
1205  * transfer is no longer needed, it should be freed with
1206  * libusb_free_transfer().
1207  *
1208  * Transfers intended for non-isochronous endpoints (e.g. control, bulk,
1209  * interrupt) should specify an iso_packets count of zero.
1210  *
1211  * For transfers intended for isochronous endpoints, specify an appropriate
1212  * number of packet descriptors to be allocated as part of the transfer.
1213  * The returned transfer is not specially initialized for isochronous I/O;
1214  * you are still required to set the
1215  * \ref libusb_transfer::num_iso_packets "num_iso_packets" and
1216  * \ref libusb_transfer::type "type" fields accordingly.
1217  *
1218  * It is safe to allocate a transfer with some isochronous packets and then
1219  * use it on a non-isochronous endpoint. If you do this, ensure that at time
1220  * of submission, num_iso_packets is 0 and that type is set appropriately.
1221  *
1222  * \param iso_packets number of isochronous packet descriptors to allocate
1223  * \returns a newly allocated transfer, or NULL on error
1224  */
1225 DEFAULT_VISIBILITY
1226 struct libusb_transfer * LIBUSB_CALL libusb_alloc_transfer(
1227         int iso_packets)
1228 {
1229         size_t os_alloc_size = usbi_backend->transfer_priv_size
1230                 + (usbi_backend->add_iso_packet_size * iso_packets);
1231         size_t alloc_size = sizeof(struct usbi_transfer)
1232                 + sizeof(struct libusb_transfer)
1233                 + (sizeof(struct libusb_iso_packet_descriptor) * iso_packets)
1234                 + os_alloc_size;
1235         struct usbi_transfer *itransfer = malloc(alloc_size);
1236         if (!itransfer)
1237                 return NULL;
1238
1239         memset(itransfer, 0, alloc_size);
1240         itransfer->num_iso_packets = iso_packets;
1241         usbi_mutex_init(&itransfer->lock, NULL);
1242         return USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1243 }
1244
1245 /** \ingroup asyncio
1246  * Free a transfer structure. This should be called for all transfers
1247  * allocated with libusb_alloc_transfer().
1248  *
1249  * If the \ref libusb_transfer_flags::LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER
1250  * "LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER" flag is set and the transfer buffer is
1251  * non-NULL, this function will also free the transfer buffer using the
1252  * standard system memory allocator (e.g. free()).
1253  *
1254  * It is legal to call this function with a NULL transfer. In this case,
1255  * the function will simply return safely.
1256  *
1257  * It is not legal to free an active transfer (one which has been submitted
1258  * and has not yet completed).
1259  *
1260  * \param transfer the transfer to free
1261  */
1262 void API_EXPORTED libusb_free_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1263 {
1264         struct usbi_transfer *itransfer;
1265         if (!transfer)
1266                 return;
1267
1268         if (transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_BUFFER && transfer->buffer)
1269                 free(transfer->buffer);
1270
1271         itransfer = LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1272         usbi_mutex_destroy(&itransfer->lock);
1273         free(itransfer);
1274 }
1275
1276 /** \ingroup asyncio
1277  * Submit a transfer. This function will fire off the USB transfer and then
1278  * return immediately.
1279  *
1280  * \param transfer the transfer to submit
1281  * \returns 0 on success
1282  * \returns LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE if the device has been disconnected
1283  * \returns LIBUSB_ERROR_BUSY if the transfer has already been submitted.
1284  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED if the transfer flags are not supported
1285  * by the operating system.
1286  * \returns another LIBUSB_ERROR code on other failure
1287  */
1288 int API_EXPORTED libusb_submit_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1289 {
1290         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1291         struct usbi_transfer *itransfer =
1292                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1293         int r;
1294         int first;
1295         int updated_fds;
1296
1297         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1298         itransfer->transferred = 0;
1299         itransfer->flags = 0;
1300         r = calculate_timeout(itransfer);
1301         if (r < 0) {
1302                 r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1303                 goto out;
1304         }
1305
1306         first = add_to_flying_list(itransfer);
1307         r = usbi_backend->submit_transfer(itransfer);
1308         if (r) {
1309                 usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1310                 list_del(&itransfer->list);
1311                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1312         }
1313 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1314         else if (first && usbi_using_timerfd(ctx)) {
1315                 /* if this transfer has the lowest timeout of all active transfers,
1316                  * rearm the timerfd with this transfer's timeout */
1317                 const struct itimerspec it = { {0, 0},
1318                         { itransfer->timeout.tv_sec, itransfer->timeout.tv_usec * 1000 } };
1319                 usbi_dbg("arm timerfd for timeout in %dms (first in line)", transfer->timeout);
1320                 r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1321                 if (r < 0)
1322                         r = LIBUSB_ERROR_OTHER;
1323         }
1324 #else
1325         (void)first;
1326 #endif
1327
1328 out:
1329         updated_fds = (itransfer->flags & USBI_TRANSFER_UPDATED_FDS);
1330         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1331         if (updated_fds)
1332                 usbi_fd_notification(ctx);
1333         return r;
1334 }
1335
1336 /** \ingroup asyncio
1337  * Asynchronously cancel a previously submitted transfer.
1338  * This function returns immediately, but this does not indicate cancellation
1339  * is complete. Your callback function will be invoked at some later time
1340  * with a transfer status of
1341  * \ref libusb_transfer_status::LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED
1342  * "LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED."
1343  *
1344  * \param transfer the transfer to cancel
1345  * \returns 0 on success
1346  * \returns LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND if the transfer is already complete or
1347  * cancelled.
1348  * \returns a LIBUSB_ERROR code on failure
1349  */
1350 int API_EXPORTED libusb_cancel_transfer(struct libusb_transfer *transfer)
1351 {
1352         struct usbi_transfer *itransfer =
1353                 LIBUSB_TRANSFER_TO_USBI_TRANSFER(transfer);
1354         int r;
1355
1356         usbi_dbg("");
1357         usbi_mutex_lock(&itransfer->lock);
1358         r = usbi_backend->cancel_transfer(itransfer);
1359         if (r < 0) {
1360                 if (r != LIBUSB_ERROR_NOT_FOUND)
1361                         usbi_err(TRANSFER_CTX(transfer),
1362                                 "cancel transfer failed error %d", r);
1363                 else
1364                         usbi_dbg("cancel transfer failed error %d", r);
1365
1366                 if (r == LIBUSB_ERROR_NO_DEVICE)
1367                         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_DEVICE_DISAPPEARED;
1368         }
1369
1370         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_CANCELLING;
1371
1372         usbi_mutex_unlock(&itransfer->lock);
1373         return r;
1374 }
1375
1376 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1377 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1378 {
1379         const struct itimerspec disarm_timer = { { 0, 0 }, { 0, 0 } };
1380         int r;
1381
1382         usbi_dbg("");
1383         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, 0, &disarm_timer, NULL);
1384         if (r < 0)
1385                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1386         else
1387                 return 0;
1388 }
1389
1390 /* iterates through the flying transfers, and rearms the timerfd based on the
1391  * next upcoming timeout.
1392  * must be called with flying_list locked.
1393  * returns 0 if there was no timeout to arm, 1 if the next timeout was armed,
1394  * or a LIBUSB_ERROR code on failure.
1395  */
1396 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1397 {
1398         struct usbi_transfer *transfer;
1399
1400         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1401                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1402
1403                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, then we have no
1404                  * arming to do */
1405                 if (!timerisset(cur_tv))
1406                         return 0;
1407
1408                 /* act on first transfer that is not already cancelled */
1409                 if (!(transfer->flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT)) {
1410                         int r;
1411                         const struct itimerspec it = { {0, 0},
1412                                 { cur_tv->tv_sec, cur_tv->tv_usec * 1000 } };
1413                         usbi_dbg("next timeout originally %dms", USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(transfer)->timeout);
1414                         r = timerfd_settime(ctx->timerfd, TFD_TIMER_ABSTIME, &it, NULL);
1415                         if (r < 0)
1416                                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1417                         return 1;
1418                 }
1419         }
1420
1421         return 0;
1422 }
1423 #else
1424 static int disarm_timerfd(struct libusb_context *ctx)
1425 {
1426         (void)ctx;
1427         return 0;
1428 }
1429 static int arm_timerfd_for_next_timeout(struct libusb_context *ctx)
1430 {
1431         (void)ctx;
1432         return 0;
1433 }
1434 #endif
1435
1436 /* Handle completion of a transfer (completion might be an error condition).
1437  * This will invoke the user-supplied callback function, which may end up
1438  * freeing the transfer. Therefore you cannot use the transfer structure
1439  * after calling this function, and you should free all backend-specific
1440  * data before calling it.
1441  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1442  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1443  * will attempt to take the lock. */
1444 int usbi_handle_transfer_completion(struct usbi_transfer *itransfer,
1445         enum libusb_transfer_status status)
1446 {
1447         struct libusb_transfer *transfer =
1448                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1449         struct libusb_context *ctx = TRANSFER_CTX(transfer);
1450         uint8_t flags;
1451         int r = 0;
1452
1453         /* FIXME: could be more intelligent with the timerfd here. we don't need
1454          * to disarm the timerfd if there was no timer running, and we only need
1455          * to rearm the timerfd if the transfer that expired was the one with
1456          * the shortest timeout. */
1457
1458         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1459         list_del(&itransfer->list);
1460         if (usbi_using_timerfd(ctx))
1461                 r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1462         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1463
1464         if (usbi_using_timerfd(ctx)) {
1465                 if (r < 0)
1466                         return r;
1467                 r = disarm_timerfd(ctx);
1468                 if (r < 0)
1469                         return r;
1470         }
1471
1472         if (status == LIBUSB_TRANSFER_COMPLETED
1473                         && transfer->flags & LIBUSB_TRANSFER_SHORT_NOT_OK) {
1474                 int rqlen = transfer->length;
1475                 if (transfer->type == LIBUSB_TRANSFER_TYPE_CONTROL)
1476                         rqlen -= LIBUSB_CONTROL_SETUP_SIZE;
1477                 if (rqlen != itransfer->transferred) {
1478                         usbi_dbg("interpreting short transfer as error");
1479                         status = LIBUSB_TRANSFER_ERROR;
1480                 }
1481         }
1482
1483         flags = transfer->flags;
1484         transfer->status = status;
1485         transfer->actual_length = itransfer->transferred;
1486         usbi_dbg("transfer %p has callback %p", transfer, transfer->callback);
1487         if (transfer->callback)
1488                 transfer->callback(transfer);
1489         /* transfer might have been freed by the above call, do not use from
1490          * this point. */
1491         if (flags & LIBUSB_TRANSFER_FREE_TRANSFER)
1492                 libusb_free_transfer(transfer);
1493         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1494         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1495         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 /* Similar to usbi_handle_transfer_completion() but exclusively for transfers
1500  * that were asynchronously cancelled. The same concerns w.r.t. freeing of
1501  * transfers exist here.
1502  * Do not call this function with the usbi_transfer lock held. User-specified
1503  * callback functions may attempt to directly resubmit the transfer, which
1504  * will attempt to take the lock. */
1505 int usbi_handle_transfer_cancellation(struct usbi_transfer *transfer)
1506 {
1507         /* if the URB was cancelled due to timeout, report timeout to the user */
1508         if (transfer->flags & USBI_TRANSFER_TIMED_OUT) {
1509                 usbi_dbg("detected timeout cancellation");
1510                 return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_TIMED_OUT);
1511         }
1512
1513         /* otherwise its a normal async cancel */
1514         return usbi_handle_transfer_completion(transfer, LIBUSB_TRANSFER_CANCELLED);
1515 }
1516
1517 /** \ingroup poll
1518  * Attempt to acquire the event handling lock. This lock is used to ensure that
1519  * only one thread is monitoring libusbx event sources at any one time.
1520  *
1521  * You only need to use this lock if you are developing an application
1522  * which calls poll() or select() on libusbx's file descriptors directly.
1523  * If you stick to libusbx's event handling loop functions (e.g.
1524  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1525  * locking.
1526  *
1527  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1528  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1529  * as soon as possible.
1530  *
1531  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1532  * \returns 0 if the lock was obtained successfully
1533  * \returns 1 if the lock was not obtained (i.e. another thread holds the lock)
1534  * \see \ref mtasync
1535  */
1536 int API_EXPORTED libusb_try_lock_events(libusb_context *ctx)
1537 {
1538         int r;
1539         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1540
1541         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1542          * start event handling */
1543         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1544         r = ctx->pollfd_modify;
1545         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1546         if (r) {
1547                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1548                 return 1;
1549         }
1550
1551         r = usbi_mutex_trylock(&ctx->events_lock);
1552         if (r)
1553                 return 1;
1554
1555         ctx->event_handler_active = 1;
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 /** \ingroup poll
1560  * Acquire the event handling lock, blocking until successful acquisition if
1561  * it is contended. This lock is used to ensure that only one thread is
1562  * monitoring libusbx event sources at any one time.
1563  *
1564  * You only need to use this lock if you are developing an application
1565  * which calls poll() or select() on libusbx's file descriptors directly.
1566  * If you stick to libusbx's event handling loop functions (e.g.
1567  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1568  * locking.
1569  *
1570  * While holding this lock, you are trusted to actually be handling events.
1571  * If you are no longer handling events, you must call libusb_unlock_events()
1572  * as soon as possible.
1573  *
1574  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1575  * \see \ref mtasync
1576  */
1577 void API_EXPORTED libusb_lock_events(libusb_context *ctx)
1578 {
1579         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1580         usbi_mutex_lock(&ctx->events_lock);
1581         ctx->event_handler_active = 1;
1582 }
1583
1584 /** \ingroup poll
1585  * Release the lock previously acquired with libusb_try_lock_events() or
1586  * libusb_lock_events(). Releasing this lock will wake up any threads blocked
1587  * on libusb_wait_for_event().
1588  *
1589  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1590  * \see \ref mtasync
1591  */
1592 void API_EXPORTED libusb_unlock_events(libusb_context *ctx)
1593 {
1594         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1595         ctx->event_handler_active = 0;
1596         usbi_mutex_unlock(&ctx->events_lock);
1597
1598         /* FIXME: perhaps we should be a bit more efficient by not broadcasting
1599          * the availability of the events lock when we are modifying pollfds
1600          * (check ctx->pollfd_modify)? */
1601         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1602         usbi_cond_broadcast(&ctx->event_waiters_cond);
1603         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1604 }
1605
1606 /** \ingroup poll
1607  * Determine if it is still OK for this thread to be doing event handling.
1608  *
1609  * Sometimes, libusbx needs to temporarily pause all event handlers, and this
1610  * is the function you should use before polling file descriptors to see if
1611  * this is the case.
1612  *
1613  * If this function instructs your thread to give up the events lock, you
1614  * should just continue the usual logic that is documented in \ref mtasync.
1615  * On the next iteration, your thread will fail to obtain the events lock,
1616  * and will hence become an event waiter.
1617  *
1618  * This function should be called while the events lock is held: you don't
1619  * need to worry about the results of this function if your thread is not
1620  * the current event handler.
1621  *
1622  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1623  * \returns 1 if event handling can start or continue
1624  * \returns 0 if this thread must give up the events lock
1625  * \see \ref fullstory "Multi-threaded I/O: the full story"
1626  */
1627 int API_EXPORTED libusb_event_handling_ok(libusb_context *ctx)
1628 {
1629         int r;
1630         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1631
1632         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1633          * continue event handling */
1634         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1635         r = ctx->pollfd_modify;
1636         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1637         if (r) {
1638                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1639                 return 0;
1640         }
1641
1642         return 1;
1643 }
1644
1645
1646 /** \ingroup poll
1647  * Determine if an active thread is handling events (i.e. if anyone is holding
1648  * the event handling lock).
1649  *
1650  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1651  * \returns 1 if a thread is handling events
1652  * \returns 0 if there are no threads currently handling events
1653  * \see \ref mtasync
1654  */
1655 int API_EXPORTED libusb_event_handler_active(libusb_context *ctx)
1656 {
1657         int r;
1658         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1659
1660         /* is someone else waiting to modify poll fds? if so, don't let this thread
1661          * start event handling -- indicate that event handling is happening */
1662         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1663         r = ctx->pollfd_modify;
1664         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfd_modify_lock);
1665         if (r) {
1666                 usbi_dbg("someone else is modifying poll fds");
1667                 return 1;
1668         }
1669
1670         return ctx->event_handler_active;
1671 }
1672
1673 /** \ingroup poll
1674  * Acquire the event waiters lock. This lock is designed to be obtained under
1675  * the situation where you want to be aware when events are completed, but
1676  * some other thread is event handling so calling libusb_handle_events() is not
1677  * allowed.
1678  *
1679  * You then obtain this lock, re-check that another thread is still handling
1680  * events, then call libusb_wait_for_event().
1681  *
1682  * You only need to use this lock if you are developing an application
1683  * which calls poll() or select() on libusbx's file descriptors directly,
1684  * <b>and</b> may potentially be handling events from 2 threads simultaenously.
1685  * If you stick to libusbx's event handling loop functions (e.g.
1686  * libusb_handle_events()) then you do not need to be concerned with this
1687  * locking.
1688  *
1689  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1690  * \see \ref mtasync
1691  */
1692 void API_EXPORTED libusb_lock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1693 {
1694         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1695         usbi_mutex_lock(&ctx->event_waiters_lock);
1696 }
1697
1698 /** \ingroup poll
1699  * Release the event waiters lock.
1700  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1701  * \see \ref mtasync
1702  */
1703 void API_EXPORTED libusb_unlock_event_waiters(libusb_context *ctx)
1704 {
1705         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1706         usbi_mutex_unlock(&ctx->event_waiters_lock);
1707 }
1708
1709 /** \ingroup poll
1710  * Wait for another thread to signal completion of an event. Must be called
1711  * with the event waiters lock held, see libusb_lock_event_waiters().
1712  *
1713  * This function will block until any of the following conditions are met:
1714  * -# The timeout expires
1715  * -# A transfer completes
1716  * -# A thread releases the event handling lock through libusb_unlock_events()
1717  *
1718  * Condition 1 is obvious. Condition 2 unblocks your thread <em>after</em>
1719  * the callback for the transfer has completed. Condition 3 is important
1720  * because it means that the thread that was previously handling events is no
1721  * longer doing so, so if any events are to complete, another thread needs to
1722  * step up and start event handling.
1723  *
1724  * This function releases the event waiters lock before putting your thread
1725  * to sleep, and reacquires the lock as it is being woken up.
1726  *
1727  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
1728  * \param tv maximum timeout for this blocking function. A NULL value
1729  * indicates unlimited timeout.
1730  * \returns 0 after a transfer completes or another thread stops event handling
1731  * \returns 1 if the timeout expired
1732  * \see \ref mtasync
1733  */
1734 int API_EXPORTED libusb_wait_for_event(libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1735 {
1736         struct timespec timeout;
1737         int r;
1738
1739         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1740         if (tv == NULL) {
1741                 usbi_cond_wait(&ctx->event_waiters_cond, &ctx->event_waiters_lock);
1742                 return 0;
1743         }
1744
1745         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_REALTIME, &timeout);
1746         if (r < 0) {
1747                 usbi_err(ctx, "failed to read realtime clock, error %d", errno);
1748                 return LIBUSB_ERROR_OTHER;
1749         }
1750
1751         timeout.tv_sec += tv->tv_sec;
1752         timeout.tv_nsec += tv->tv_usec * 1000;
1753         if (timeout.tv_nsec > 1000000000) {
1754                 timeout.tv_nsec -= 1000000000;
1755                 timeout.tv_sec++;
1756         }
1757
1758         r = usbi_cond_timedwait(&ctx->event_waiters_cond,
1759                 &ctx->event_waiters_lock, &timeout);
1760         return (r == ETIMEDOUT);
1761 }
1762
1763 static void handle_timeout(struct usbi_transfer *itransfer)
1764 {
1765         struct libusb_transfer *transfer =
1766                 USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(itransfer);
1767         int r;
1768
1769         itransfer->flags |= USBI_TRANSFER_TIMED_OUT;
1770         r = libusb_cancel_transfer(transfer);
1771         if (r < 0)
1772                 usbi_warn(TRANSFER_CTX(transfer),
1773                         "async cancel failed %d errno=%d", r, errno);
1774 }
1775
1776 static int handle_timeouts_locked(struct libusb_context *ctx)
1777 {
1778         int r;
1779         struct timespec systime_ts;
1780         struct timeval systime;
1781         struct usbi_transfer *transfer;
1782
1783         if (list_empty(&ctx->flying_transfers))
1784                 return 0;
1785
1786         /* get current time */
1787         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &systime_ts);
1788         if (r < 0)
1789                 return r;
1790
1791         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&systime, &systime_ts);
1792
1793         /* iterate through flying transfers list, finding all transfers that
1794          * have expired timeouts */
1795         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
1796                 struct timeval *cur_tv = &transfer->timeout;
1797
1798                 /* if we've reached transfers of infinite timeout, we're all done */
1799                 if (!timerisset(cur_tv))
1800                         return 0;
1801
1802                 /* ignore timeouts we've already handled */
1803                 if (transfer->flags & (USBI_TRANSFER_TIMED_OUT | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
1804                         continue;
1805
1806                 /* if transfer has non-expired timeout, nothing more to do */
1807                 if ((cur_tv->tv_sec > systime.tv_sec) ||
1808                                 (cur_tv->tv_sec == systime.tv_sec &&
1809                                         cur_tv->tv_usec > systime.tv_usec))
1810                         return 0;
1811
1812                 /* otherwise, we've got an expired timeout to handle */
1813                 handle_timeout(transfer);
1814         }
1815         return 0;
1816 }
1817
1818 static int handle_timeouts(struct libusb_context *ctx)
1819 {
1820         int r;
1821         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
1822         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1823         r = handle_timeouts_locked(ctx);
1824         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1825         return r;
1826 }
1827
1828 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1829 static int handle_timerfd_trigger(struct libusb_context *ctx)
1830 {
1831         int r;
1832
1833         r = disarm_timerfd(ctx);
1834         if (r < 0)
1835                 return r;
1836
1837         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
1838
1839         /* process the timeout that just happened */
1840         r = handle_timeouts_locked(ctx);
1841         if (r < 0)
1842                 goto out;
1843
1844         /* arm for next timeout*/
1845         r = arm_timerfd_for_next_timeout(ctx);
1846
1847 out:
1848         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
1849         return r;
1850 }
1851 #endif
1852
1853 /* do the actual event handling. assumes that no other thread is concurrently
1854  * doing the same thing. */
1855 static int handle_events(struct libusb_context *ctx, struct timeval *tv)
1856 {
1857         int r;
1858         struct usbi_pollfd *ipollfd;
1859         POLL_NFDS_TYPE nfds = 0;
1860         struct pollfd *fds = NULL;
1861         int i = -1;
1862         int timeout_ms;
1863
1864         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
1865         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->pollfds, list, struct usbi_pollfd)
1866                 nfds++;
1867
1868         /* TODO: malloc when number of fd's changes, not on every poll */
1869         if (nfds != 0)
1870                 fds = malloc(sizeof(*fds) * nfds);
1871         if (!fds) {
1872                 usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
1873                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
1874         }
1875
1876         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->pollfds, list, struct usbi_pollfd) {
1877                 struct libusb_pollfd *pollfd = &ipollfd->pollfd;
1878                 int fd = pollfd->fd;
1879                 i++;
1880                 fds[i].fd = fd;
1881                 fds[i].events = pollfd->events;
1882                 fds[i].revents = 0;
1883         }
1884         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
1885
1886         timeout_ms = (tv->tv_sec * 1000) + (tv->tv_usec / 1000);
1887
1888         /* round up to next millisecond */
1889         if (tv->tv_usec % 1000)
1890                 timeout_ms++;
1891
1892         usbi_dbg("poll() %d fds with timeout in %dms", nfds, timeout_ms);
1893         r = usbi_poll(fds, nfds, timeout_ms);
1894         usbi_dbg("poll() returned %d", r);
1895         if (r == 0) {
1896                 free(fds);
1897                 return handle_timeouts(ctx);
1898         } else if (r == -1 && errno == EINTR) {
1899                 free(fds);
1900                 return LIBUSB_ERROR_INTERRUPTED;
1901         } else if (r < 0) {
1902                 free(fds);
1903                 usbi_err(ctx, "poll failed %d err=%d\n", r, errno);
1904                 return LIBUSB_ERROR_IO;
1905         }
1906
1907         /* fd[0] is always the ctrl pipe */
1908         if (fds[0].revents) {
1909                 /* another thread wanted to interrupt event handling, and it succeeded!
1910                  * handle any other events that cropped up at the same time, and
1911                  * simply return */
1912                 usbi_dbg("caught a fish on the control pipe");
1913
1914                 if (r == 1) {
1915                         r = 0;
1916                         goto handled;
1917                 } else {
1918                         /* prevent OS backend from trying to handle events on ctrl pipe */
1919                         fds[0].revents = 0;
1920                         r--;
1921                 }
1922         }
1923
1924 #ifdef USBI_TIMERFD_AVAILABLE
1925         /* on timerfd configurations, fds[1] is the timerfd */
1926         if (usbi_using_timerfd(ctx) && fds[1].revents) {
1927                 /* timerfd indicates that a timeout has expired */
1928                 int ret;
1929                 usbi_dbg("timerfd triggered");
1930
1931                 ret = handle_timerfd_trigger(ctx);
1932                 if (ret < 0) {
1933                         /* return error code */
1934                         r = ret;
1935                         goto handled;
1936                 } else if (r == 1) {
1937                         /* no more active file descriptors, nothing more to do */
1938                         r = 0;
1939                         goto handled;
1940                 } else {
1941                         /* more events pending...
1942                          * prevent OS backend from trying to handle events on timerfd */
1943                         fds[1].revents = 0;
1944                         r--;
1945                 }
1946         }
1947 #endif
1948
1949         r = usbi_backend->handle_events(ctx, fds, nfds, r);
1950         if (r)
1951                 usbi_err(ctx, "backend handle_events failed with error %d", r);
1952
1953 handled:
1954         free(fds);
1955         return r;
1956 }
1957
1958 /* returns the smallest of:
1959  *  1. timeout of next URB
1960  *  2. user-supplied timeout
1961  * returns 1 if there is an already-expired timeout, otherwise returns 0
1962  * and populates out
1963  */
1964 static int get_next_timeout(libusb_context *ctx, struct timeval *tv,
1965         struct timeval *out)
1966 {
1967         struct timeval timeout;
1968         int r = libusb_get_next_timeout(ctx, &timeout);
1969         if (r) {
1970                 /* timeout already expired? */
1971                 if (!timerisset(&timeout))
1972                         return 1;
1973
1974                 /* choose the smallest of next URB timeout or user specified timeout */
1975                 if (timercmp(&timeout, tv, <))
1976                         *out = timeout;
1977                 else
1978                         *out = *tv;
1979         } else {
1980                 *out = *tv;
1981         }
1982         return 0;
1983 }
1984
1985 /** \ingroup poll
1986  * Handle any pending events.
1987  *
1988  * libusbx determines "pending events" by checking if any timeouts have expired
1989  * and by checking the set of file descriptors for activity.
1990  *
1991  * If a zero timeval is passed, this function will handle any already-pending
1992  * events and then immediately return in non-blocking style.
1993  *
1994  * If a non-zero timeval is passed and no events are currently pending, this
1995  * function will block waiting for events to handle up until the specified
1996  * timeout. If an event arrives or a signal is raised, this function will
1997  * return early.
1998  *
1999  * If the parameter completed is not NULL then <em>after obtaining the event
2000  * handling lock</em> this function will return immediately if the integer
2001  * pointed to is not 0. This allows for race free waiting for the completion
2002  * of a specific transfer.
2003  *
2004  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2005  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2006  * timeval struct for non-blocking mode
2007  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2008  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2009  * \see \ref mtasync
2010  */
2011 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout_completed(libusb_context *ctx,
2012         struct timeval *tv, int *completed)
2013 {
2014         int r;
2015         struct timeval poll_timeout;
2016
2017         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2018         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2019         if (r) {
2020                 /* timeout already expired */
2021                 return handle_timeouts(ctx);
2022         }
2023
2024 retry:
2025         if (libusb_try_lock_events(ctx) == 0) {
2026                 if (completed == NULL || !*completed) {
2027                         /* we obtained the event lock: do our own event handling */
2028                         usbi_dbg("doing our own event handling");
2029                         r = handle_events(ctx, &poll_timeout);
2030                 }
2031                 libusb_unlock_events(ctx);
2032                 return r;
2033         }
2034
2035         /* another thread is doing event handling. wait for thread events that
2036          * notify event completion. */
2037         libusb_lock_event_waiters(ctx);
2038
2039         if (completed && *completed)
2040                 goto already_done;
2041
2042         if (!libusb_event_handler_active(ctx)) {
2043                 /* we hit a race: whoever was event handling earlier finished in the
2044                  * time it took us to reach this point. try the cycle again. */
2045                 libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2046                 usbi_dbg("event handler was active but went away, retrying");
2047                 goto retry;
2048         }
2049
2050         usbi_dbg("another thread is doing event handling");
2051         r = libusb_wait_for_event(ctx, &poll_timeout);
2052
2053 already_done:
2054         libusb_unlock_event_waiters(ctx);
2055
2056         if (r < 0)
2057                 return r;
2058         else if (r == 1)
2059                 return handle_timeouts(ctx);
2060         else
2061                 return 0;
2062 }
2063
2064 /** \ingroup poll
2065  * Handle any pending events
2066  *
2067  * Like libusb_handle_events_timeout_completed(), but without the completed
2068  * parameter, calling this function is equivalent to calling
2069  * libusb_handle_events_timeout_completed() with a NULL completed parameter.
2070  *
2071  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2072  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2073  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2074  *
2075  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2076  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or an all zero
2077  * timeval struct for non-blocking mode
2078  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2079  */
2080 int API_EXPORTED libusb_handle_events_timeout(libusb_context *ctx,
2081         struct timeval *tv)
2082 {
2083         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, tv, NULL);
2084 }
2085
2086 /** \ingroup poll
2087  * Handle any pending events in blocking mode. There is currently a timeout
2088  * hardcoded at 60 seconds but we plan to make it unlimited in future. For
2089  * finer control over whether this function is blocking or non-blocking, or
2090  * for control over the timeout, use libusb_handle_events_timeout_completed()
2091  * instead.
2092  *
2093  * This function is kept primarily for backwards compatibility.
2094  * All new code should call libusb_handle_events_completed() or
2095  * libusb_handle_events_timeout_completed() to avoid race conditions.
2096  *
2097  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2098  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2099  */
2100 int API_EXPORTED libusb_handle_events(libusb_context *ctx)
2101 {
2102         struct timeval tv;
2103         tv.tv_sec = 60;
2104         tv.tv_usec = 0;
2105         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, NULL);
2106 }
2107
2108 /** \ingroup poll
2109  * Handle any pending events in blocking mode.
2110  *
2111  * Like libusb_handle_events(), with the addition of a completed parameter
2112  * to allow for race free waiting for the completion of a specific transfer.
2113  *
2114  * See libusb_handle_events_timeout_completed() for details on the completed
2115  * parameter.
2116  *
2117  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2118  * \param completed pointer to completion integer to check, or NULL
2119  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2120  * \see \ref mtasync
2121  */
2122 int API_EXPORTED libusb_handle_events_completed(libusb_context *ctx,
2123         int *completed)
2124 {
2125         struct timeval tv;
2126         tv.tv_sec = 60;
2127         tv.tv_usec = 0;
2128         return libusb_handle_events_timeout_completed(ctx, &tv, completed);
2129 }
2130
2131 /** \ingroup poll
2132  * Handle any pending events by polling file descriptors, without checking if
2133  * any other threads are already doing so. Must be called with the event lock
2134  * held, see libusb_lock_events().
2135  *
2136  * This function is designed to be called under the situation where you have
2137  * taken the event lock and are calling poll()/select() directly on libusbx's
2138  * file descriptors (as opposed to using libusb_handle_events() or similar).
2139  * You detect events on libusbx's descriptors, so you then call this function
2140  * with a zero timeout value (while still holding the event lock).
2141  *
2142  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2143  * \param tv the maximum time to block waiting for events, or zero for
2144  * non-blocking mode
2145  * \returns 0 on success, or a LIBUSB_ERROR code on failure
2146  * \see \ref mtasync
2147  */
2148 int API_EXPORTED libusb_handle_events_locked(libusb_context *ctx,
2149         struct timeval *tv)
2150 {
2151         int r;
2152         struct timeval poll_timeout;
2153
2154         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2155         r = get_next_timeout(ctx, tv, &poll_timeout);
2156         if (r) {
2157                 /* timeout already expired */
2158                 return handle_timeouts(ctx);
2159         }
2160
2161         return handle_events(ctx, &poll_timeout);
2162 }
2163
2164 /** \ingroup poll
2165  * Determines whether your application must apply special timing considerations
2166  * when monitoring libusbx's file descriptors.
2167  *
2168  * This function is only useful for applications which retrieve and poll
2169  * libusbx's file descriptors in their own main loop (\ref pollmain).
2170  *
2171  * Ordinarily, libusbx's event handler needs to be called into at specific
2172  * moments in time (in addition to times when there is activity on the file
2173  * descriptor set). The usual approach is to use libusb_get_next_timeout()
2174  * to learn about when the next timeout occurs, and to adjust your
2175  * poll()/select() timeout accordingly so that you can make a call into the
2176  * library at that time.
2177  *
2178  * Some platforms supported by libusbx do not come with this baggage - any
2179  * events relevant to timing will be represented by activity on the file
2180  * descriptor set, and libusb_get_next_timeout() will always return 0.
2181  * This function allows you to detect whether you are running on such a
2182  * platform.
2183  *
2184  * Since v1.0.5.
2185  *
2186  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2187  * \returns 0 if you must call into libusbx at times determined by
2188  * libusb_get_next_timeout(), or 1 if all timeout events are handled internally
2189  * or through regular activity on the file descriptors.
2190  * \see \ref pollmain "Polling libusbx file descriptors for event handling"
2191  */
2192 int API_EXPORTED libusb_pollfds_handle_timeouts(libusb_context *ctx)
2193 {
2194 #if defined(USBI_TIMERFD_AVAILABLE)
2195         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2196         return usbi_using_timerfd(ctx);
2197 #else
2198         (void)ctx;
2199         return 0;
2200 #endif
2201 }
2202
2203 /** \ingroup poll
2204  * Determine the next internal timeout that libusbx needs to handle. You only
2205  * need to use this function if you are calling poll() or select() or similar
2206  * on libusbx's file descriptors yourself - you do not need to use it if you
2207  * are calling libusb_handle_events() or a variant directly.
2208  *
2209  * You should call this function in your main loop in order to determine how
2210  * long to wait for select() or poll() to return results. libusbx needs to be
2211  * called into at this timeout, so you should use it as an upper bound on
2212  * your select() or poll() call.
2213  *
2214  * When the timeout has expired, call into libusb_handle_events_timeout()
2215  * (perhaps in non-blocking mode) so that libusbx can handle the timeout.
2216  *
2217  * This function may return 1 (success) and an all-zero timeval. If this is
2218  * the case, it indicates that libusbx has a timeout that has already expired
2219  * so you should call libusb_handle_events_timeout() or similar immediately.
2220  * A return code of 0 indicates that there are no pending timeouts.
2221  *
2222  * On some platforms, this function will always returns 0 (no pending
2223  * timeouts). See \ref polltime.
2224  *
2225  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2226  * \param tv output location for a relative time against the current
2227  * clock in which libusbx must be called into in order to process timeout events
2228  * \returns 0 if there are no pending timeouts, 1 if a timeout was returned,
2229  * or LIBUSB_ERROR_OTHER on failure
2230  */
2231 int API_EXPORTED libusb_get_next_timeout(libusb_context *ctx,
2232         struct timeval *tv)
2233 {
2234         struct usbi_transfer *transfer;
2235         struct timespec cur_ts;
2236         struct timeval cur_tv;
2237         struct timeval *next_timeout;
2238         int r;
2239         int found = 0;
2240
2241         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2242         if (usbi_using_timerfd(ctx))
2243                 return 0;
2244
2245         usbi_mutex_lock(&ctx->flying_transfers_lock);
2246         if (list_empty(&ctx->flying_transfers)) {
2247                 usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2248                 usbi_dbg("no URBs, no timeout!");
2249                 return 0;
2250         }
2251
2252         /* find next transfer which hasn't already been processed as timed out */
2253         list_for_each_entry(transfer, &ctx->flying_transfers, list, struct usbi_transfer) {
2254                 if (transfer->flags & (USBI_TRANSFER_TIMED_OUT | USBI_TRANSFER_OS_HANDLES_TIMEOUT))
2255                         continue;
2256
2257                 /* no timeout for this transfer? */
2258                 if (!timerisset(&transfer->timeout))
2259                         continue;
2260
2261                 found = 1;
2262                 break;
2263         }
2264         usbi_mutex_unlock(&ctx->flying_transfers_lock);
2265
2266         if (!found) {
2267                 usbi_dbg("no URB with timeout or all handled by OS; no timeout!");
2268                 return 0;
2269         }
2270
2271         next_timeout = &transfer->timeout;
2272
2273         r = usbi_backend->clock_gettime(USBI_CLOCK_MONOTONIC, &cur_ts);
2274         if (r < 0) {
2275                 usbi_err(ctx, "failed to read monotonic clock, errno=%d", errno);
2276                 return 0;
2277         }
2278         TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&cur_tv, &cur_ts);
2279
2280         if (!timercmp(&cur_tv, next_timeout, <)) {
2281                 usbi_dbg("first timeout already expired");
2282                 timerclear(tv);
2283         } else {
2284                 timersub(next_timeout, &cur_tv, tv);
2285                 usbi_dbg("next timeout in %d.%06ds", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
2286         }
2287
2288         return 1;
2289 }
2290
2291 /** \ingroup poll
2292  * Register notification functions for file descriptor additions/removals.
2293  * These functions will be invoked for every new or removed file descriptor
2294  * that libusbx uses as an event source.
2295  *
2296  * To remove notifiers, pass NULL values for the function pointers.
2297  *
2298  * Note that file descriptors may have been added even before you register
2299  * these notifiers (e.g. at libusb_init() time).
2300  *
2301  * Additionally, note that the removal notifier may be called during
2302  * libusb_exit() (e.g. when it is closing file descriptors that were opened
2303  * and added to the poll set at libusb_init() time). If you don't want this,
2304  * remove the notifiers immediately before calling libusb_exit().
2305  *
2306  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2307  * \param added_cb pointer to function for addition notifications
2308  * \param removed_cb pointer to function for removal notifications
2309  * \param user_data User data to be passed back to callbacks (useful for
2310  * passing context information)
2311  */
2312 void API_EXPORTED libusb_set_pollfd_notifiers(libusb_context *ctx,
2313         libusb_pollfd_added_cb added_cb, libusb_pollfd_removed_cb removed_cb,
2314         void *user_data)
2315 {
2316         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2317         ctx->fd_added_cb = added_cb;
2318         ctx->fd_removed_cb = removed_cb;
2319         ctx->fd_cb_user_data = user_data;
2320 }
2321
2322 /* Add a file descriptor to the list of file descriptors to be monitored.
2323  * events should be specified as a bitmask of events passed to poll(), e.g.
2324  * POLLIN and/or POLLOUT. */
2325 int usbi_add_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd, short events)
2326 {
2327         struct usbi_pollfd *ipollfd = malloc(sizeof(*ipollfd));
2328         if (!ipollfd)
2329                 return LIBUSB_ERROR_NO_MEM;
2330
2331         usbi_dbg("add fd %d events %d", fd, events);
2332         ipollfd->pollfd.fd = fd;
2333         ipollfd->pollfd.events = events;
2334         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2335         list_add_tail(&ipollfd->list, &ctx->pollfds);
2336         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2337
2338         if (ctx->fd_added_cb)
2339                 ctx->fd_added_cb(fd, events, ctx->fd_cb_user_data);
2340         return 0;
2341 }
2342
2343 /* Remove a file descriptor from the list of file descriptors to be polled. */
2344 void usbi_remove_pollfd(struct libusb_context *ctx, int fd)
2345 {
2346         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2347         int found = 0;
2348
2349         usbi_dbg("remove fd %d", fd);
2350         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2351         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->pollfds, list, struct usbi_pollfd)
2352                 if (ipollfd->pollfd.fd == fd) {
2353                         found = 1;
2354                         break;
2355                 }
2356
2357         if (!found) {
2358                 usbi_dbg("couldn't find fd %d to remove", fd);
2359                 usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2360                 return;
2361         }
2362
2363         list_del(&ipollfd->list);
2364         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2365         free(ipollfd);
2366         if (ctx->fd_removed_cb)
2367                 ctx->fd_removed_cb(fd, ctx->fd_cb_user_data);
2368 }
2369
2370 /** \ingroup poll
2371  * Retrieve a list of file descriptors that should be polled by your main loop
2372  * as libusbx event sources.
2373  *
2374  * The returned list is NULL-terminated and should be freed with free() when
2375  * done. The actual list contents must not be touched.
2376  *
2377  * As file descriptors are a Unix-specific concept, this function is not
2378  * available on Windows and will always return NULL.
2379  *
2380  * \param ctx the context to operate on, or NULL for the default context
2381  * \returns a NULL-terminated list of libusb_pollfd structures
2382  * \returns NULL on error
2383  * \returns NULL on platforms where the functionality is not available
2384  */
2385 DEFAULT_VISIBILITY
2386 const struct libusb_pollfd ** LIBUSB_CALL libusb_get_pollfds(
2387         libusb_context *ctx)
2388 {
2389 #ifndef OS_WINDOWS
2390         struct libusb_pollfd **ret = NULL;
2391         struct usbi_pollfd *ipollfd;
2392         size_t i = 0;
2393         size_t cnt = 0;
2394         USBI_GET_CONTEXT(ctx);
2395
2396         usbi_mutex_lock(&ctx->pollfds_lock);
2397         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->pollfds, list, struct usbi_pollfd)
2398                 cnt++;
2399
2400         ret = calloc(cnt + 1, sizeof(struct libusb_pollfd *));
2401         if (!ret)
2402                 goto out;
2403
2404         list_for_each_entry(ipollfd, &ctx->pollfds, list, struct usbi_pollfd)
2405                 ret[i++] = (struct libusb_pollfd *) ipollfd;
2406         ret[cnt] = NULL;
2407
2408 out:
2409         usbi_mutex_unlock(&ctx->pollfds_lock);
2410         return (const struct libusb_pollfd **) ret;
2411 #else
2412         usbi_err(ctx, "external polling of libusbx's internal descriptors "\
2413                 "is not yet supported on Windows platforms");
2414         return NULL;
2415 #endif
2416 }
2417
2418 /* Backends call this from handle_events to report disconnection of a device.
2419  * The transfers get cancelled appropriately.
2420  */
2421 void usbi_handle_disconnect(struct libusb_device_handle *handle)
2422 {
2423         struct usbi_transfer *cur;
2424         struct usbi_transfer *to_cancel;
2425
2426         usbi_dbg("device %d.%d",
2427                 handle->dev->bus_number, handle->dev->device_address);
2428
2429         /* terminate all pending transfers with the LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE
2430          * status code.
2431          *
2432          * this is a bit tricky because:
2433          * 1. we can't do transfer completion while holding flying_transfers_lock
2434          * 2. the transfers list can change underneath us - if we were to build a
2435          *    list of transfers to complete (while holding look), the situation
2436          *    might be different by the time we come to free them
2437          *
2438          * so we resort to a loop-based approach as below
2439          * FIXME: is this still potentially racy?
2440          */
2441
2442         while (1) {
2443                 usbi_mutex_lock(&HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers_lock);
2444                 to_cancel = NULL;
2445                 list_for_each_entry(cur, &HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers, list, struct usbi_transfer)
2446                         if (USBI_TRANSFER_TO_LIBUSB_TRANSFER(cur)->dev_handle == handle) {
2447                                 to_cancel = cur;
2448                                 break;
2449                         }
2450                 usbi_mutex_unlock(&HANDLE_CTX(handle)->flying_transfers_lock);
2451
2452                 if (!to_cancel)
2453                         break;
2454
2455                 usbi_backend->clear_transfer_priv(to_cancel);
2456                 usbi_handle_transfer_completion(to_cancel, LIBUSB_TRANSFER_NO_DEVICE);
2457         }
2458
2459 }