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